Termodynamika.
Temperatura.
Temperatura - skalarna wielkość fizyczna, jeden z parametrów określających stan układu termodynamicznego. Jest miarą średniej energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek (atomów) danego układu (ciała). Jednostka w układzie SI to kelwin. Do pomiaru temperatury służą m.in. termometry, termoelementy, pirometry, termometryczne farby.
Termometr - układ makroskopowy, którego jeden z mierzalnych parametrów zmienia się liniowo z temperaturą.
Ciepło.
Jest to jeden z dwóch sposobów przekazywania energii (drugim sposobem jest praca) między układami makroskopowymi pozostającymi we wzajemnym kontakcie. Polega na przekazywaniu energii chaotycznego ruchu cząstek w zderzeniach cząstek tworzących te układy, z czym wiąże się zmiana energii wewnętrznej układów. Taki proces wymiany energii nazywa się wymianą ciepła, a zmiana energii wewnętrznej układu w tym procesie - ilością ciepła. Efektem wymiany ciepła jest zwykle (z wyjątkiem przemian fazowych) zmiana temperatury układów. Ciepło oddaje ciało o wyższej temperaturze. Proces odwrotny jest nieobserwowalny. Jednostką ilości ciepła w układzie SI jest dżul (dawniej kaloria) : .
Oznaczenia
Q - ciepło (energia, która została doprowadzona lub odprowadzona z ciała); m - masa ciała; c - ciepło właściwe (cecha charakterystyczna danej substancji); T - różnica temperatur ciała.
Zerowa zasada termodynamiki.
Jeżeli układ A jest w równowadze termodynamicznej z układem B, a układ B jest w równowadze termodynamicznej z układem C, to układ A jest w równowadze termodynamicznej z układem C.
Pierwsza zasada termodynamiki.
Zmiana energii wewnętrznej jest równa sumie pracy wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ.
Gazy.
gaz - zbiór cząstek, których wzajemne oddziaływania zaniedbywalnie małe. W jednym molu gazu, w warunkach normalnych (ciśnienie P=101,365 Pa; temperatura T=273,16 oK; objętość V=22,4 dm3), znajduje się cząsteczek gazu. Cząsteczki poruszają się chaotycznie. Gdy temperatura jest stała, rozkład cząsteczek jest stały. Cząsteczki zderzają się i przekazują sobie energię - są to ruchy Browna. Gaz nie posiada własnego kształtu ani objętości. Gęstość : . Gaz jest bardzo ściśliwy. Jest słabym przewodnikiem ciepła. Gdy jest zjonizowany (zob.pkt.28.20) przewodzi prąd.
Oznaczenia
m - masa ciała; d - gęstość; V - objętość.
Założenia teorii kinetyczno - molekularnej.
Założenia te są słuszne dla gazu doskonałego : molekuły traktujemy jako punkty materialne (mają masę ale nie mają objętości);
(…)
… - temperatura początkowa; P0 - ciśnienie początkowe; P - ciśnienie końcowe; V0 - objętość początkowa; V - objętość.
Przemiana adiabatyczna.
Przemiana adiabatyczna.
Jest to proces termodynamiczny przebiegający w układzie umieszczonym w osłonie adiabatycznej, tj. uniemożliwiającej wymianę ciepła i przepływ materii między układem i otoczeniem. Podczas procesu adiabatycznego może jedynie zostać wykonana praca przez układ lub nad układem (przez otoczenie). procesem takim jest np. sprężanie lub rozprężanie gazu w osłoniętym adiabatycznie cylindrze z ruchomym tłokiem. Prawo Poissona.
Przy ustalonym masie gazu w przemianie adiabatycznej ciśnienie zależy odwrotnie proporcjonalnie od objętości podniesionej do potęgi Kappa : .
Oznaczenia V0 - objętość początkowa; V - objętość końcowa; P0 - ciśnienie początkowe; P…
… - ciśnienie końcowe; H - współczynnik Poissona (zob.pkt.29.18).
Ciepło molowe.
Jest to ilość ciepła, jaką należy dostarczyć 1 molowi substancji, by ją ogrzać o 1 oK : , .
Ciepło molowe można wyznaczyć za pomocą dwóch przemian : izochorycznej i izobarycznej :
przemiana izochoryczna :
przemiana izobaryczna :
Jak widać, ciepło molowe przy stałym ciśnieniu jest większe od ciepła molowego przy stałej objętości…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)