To tylko jedna z 23 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
TERMODYNAMIKA I TEORIA KINETYCZNA • Prawa mechaniki opisywały znakomicie proste układy kilku ciał. W gazach typowa objętość zawiera ogromne (liczba Avogadro: ) ilości cząsteczek, więc opis czysto „mechaniczny” trudno do nich stosować.
• Istnieją pewne wielkości (parametry) makroskopowe , które zadowalająco opiszą skomplikowany układ cząsteczek gazu: ciśnienie, objętość, temperatura . Badaniem związków między nimi zajmuje się termodynamika .
• Istnieje też możliwość „powrotu” do podejścia mikroskopowego i wyprowadzenia w jego ramach zależności między parametrami termodynamicznymi. Takie podejście oferuje teoria kinetyczna . CIŚNIENIE • Ciśnieni e definiujemy jako stosunek siły, jaką gaz (ciecz) wywiera na ściankę naczynia, w którym się znajduje, do powierzchni tej ścianki:
Jednostką ciśnienia jest Pascal [Pa].
• Można też mówić o ciśnieniu wewnętrznym cieczy, czyli sile, jaką oddziaływają na siebie poszczególne elementy objętości cieczy. Ciśnienie to jest jednakowe w całej objętości płynu. Prawo Pascala mówi, że ciśnienie, wywierane na część powierzchni płynu rozchodzi się jednakowo na wszystkie części powierzchni ograniczającej płyn .
• Prawami, opisującymi statyczne zależności między ciśnieniami w cieczach zajmuje się hydrostatyka - choć w zasadzie przedrostek „hydro” powinien wskazywać tylko na wodę...
PRAWO PASCALA • Prawo Pascala w obecności sił ciężkości dla cieczy nieściśliwej przybiera ogólniejszą postać:
gdzie jest ciśnieniem zewnętrznym przyłożonym do górnej powierzchni cieczy, jest gęstością cieczy a odległością od górnej powierzchni ( to oczywiście przyspieszenie ziemskie). Równanie to nie zależy od kształtu naczynia.
• Również atmosfera ziemska wywiera na ciała, znajdujące się przy powierzchni Ziemi, ciśnienie, „wynikające” z członu . Wynik liczbowy dla atmosfery Ziemi:
(Otrzymujemy go po uwzględnieniu średniej gęstości atmosfery).
BAROMETRY, POMPY WODNE • Praktycznym zastosowaniem prawa Pascala jest wykorzystanie go do budowy barometrów - przyrządów, służących do pomiarów ciśnienia.
Ciśnienie na powierzchni „swobodnej” cieczy musi być takie samo, jak ciśnienie słupa cieczy w rurce.
Wysokość słupa rtęci dla ciśnienia normalnego: Wysokość odpowiedniego słupa wody:
(…)
… temperatur obu styków.
• Pirometry mierzą temperaturę poprzez pomiar (porównanie) emisji promieniowania ciała, którego temperaturę chcemy określić, z emisją ciała doskonale czarnego - nadają się do pomiaru wysokich temperatur i do pomiarów „na odległość”.
• Bolometry również bazują na fakcie, że emisja promieniowania danego ciała jest proporcjonalna do jego temperatury.
• Układy bimetali służą raczej…
… określić, jaka liczba cząstek z całej ilości cząstek gazu doskonałego w jednostce objętości ( ) ma w danej temperaturze prędkości w przedziale od do :
ROZKŁAD MAXWELLA
• Korzystając z rozkładu Maxwella można wyliczyć:
prędkość najbardziej prawdopodobną: prędkość średnią kwadratową: prędkość średnią: • Wraz ze wzrostem temperatury, krzywe przedstawiające rozkład prędkości cząsteczek gazu zmieniają…
…, jeśli zanurzymy w cieczy ciało stałe, to na poszczególne części tego ciała będzie działać różne ciśnienie, w zależności od tego, na jakiej głębokości znajduje się dana cześć tego ciała:
Siła wypadkowa (nazywana siłą wyporu)
gdzie jest masą cieczy, wypartą przez to ciało.
• Prawo Archimedesa mówi, że na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu, skierowana przeciwnie do siły ciężkości, równa liczbowo ciężarowi…
…), to parametr opisujący stan równowagi termodynamicznej układu.
• W teorii kinetycznej zdefiniujemy temperaturę jako:
gdzie jest średnią energią kinetyczną przypadającą na 1 cząsteczkę gazu.
• Współczynnik proporcjonalności w powyższej definicji zawiera wielkość , zwaną stałą Boltzmanna, która została zdefiniowana poprzez wyznaczenie 100-stopniowej skali temperatury, opartej na punktach zamarzania i wrzenia…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)