To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wyznaczanie stosunku ciepła właściwego κ=Cp/Cv metodą Clementa Desormesa’a Teoria: Pierwsza zasada termodynamiki jest szczególną postacią zasady zachowania energii. Mówi ona o tym, że zmiany energii wewnętrznej ciała lub układu ciał równa jest przekazanej energii w wyniku wykonanej pracy i cieplnego przepływu energii ∆U = W + Q gdzie U – energia wewnętrzna jest wielkością charakteryzującą stan ciał lub układu ciał. Jest ona równa sumie wszystkich rodzajów energii cząstek i atomów tworzących ten układ. Jej wartość bezwzględna nie jest bezwzględna nie jest istotna, ważna natomiast jest jej zmiana, różnica pomiędzy energią wewnętrzną stanu końcowego i początkowego. Zmiana energii wewnętrznej może objawiać się na dwa sposoby: - może zmieniać się temperatura układu co oznacza, że zmieniła się średnia energia kinetyczna cząstek, - może zmieniać się stan skupienia, a co za tym idzie zmieniają się odległości między cząsteczkami Q – ciepło – wielkość fizyczna charakteryzująca proces cieplnego przekazu energii równa ilości przekazanej energii i wyrażona w dżulach. Ogrzanie ciała o masie m o ∆T kelwinów wymaga dostarczenia energii w ilości: Q = mcw ∆T Gdzie cw – ciepło właściwe . Stanowi cechę charakterystyczną substancji, z której zbudowane jest ciało. Liczbowo równa jest pojemności cieplnej (stosunek ilości ciepła ∆Q dostarczonego do ciała do odpowiadającego temu ciału przyrostowi temperatury ∆T) przypadającej na jednostkę masy – m: pojemność cieplna ∆Q cw = = masa m ∆T Podobnie jak ciepło W – praca jest wielkością charakteryzującą proces cieplnego przekazu energii, równa ilości przekazanej energii, wyrażona w dżulach. Wartość pracy, gdy działa stała siła F, powodująca przesunięcie ∆r jest równa: W = F ∆rcos( F , ∆ r ) Model gazu doskonałego Gaz doskonały można zdefiniować, czyniąc pewne założenia o własnościach cząsteczek gazów rzeczywistych: 1. Cząsteczki danego gazu można traktować jako punkty materialne, 1 2. Cząsteczki gazu znajdują się w szybkim chaotycznym ruchu. Chaotyczność ruchu oznacza, że cząsteczki poruszają się we wszystkich kierunkach, jakie są tylko możliwe, i że żaden z tych kierunków nie jest uprzywilejowany, 3. Cząsteczki gazu zderzają się sprężyście ze sobą i ze ściankami naczynia, w
(…)
…∆T
/n∆T
Cv = C p – R
Cp = C v + R
(3)
Zgodnie z klasyczno- molekularną teorią dla gazów doskonałych wartości C p i Cv zależą od
ilości stopni swobody i związanych z ruchem postępowym i rotacyjnym cząsteczek gazu
κ = Cp/Cv = (i+2)/i
Cv = iR/2
Cp = (i+2)R/2
i – ilość stopni swobody
R – stała gazowa
(4)
Dla gazów jednoatomowych otrzymujemy
Cv = 3R/2
Cp = 5R/2
κ = 5/3
(5)
W naszym doświadczeniu badanym gazem jest powietrze, które jest mieszaniną cząstek
jedno- dwu- I trzyatomowych. Ilościowo dominują molekuły dwuatomowe, które poza trzema
stopniami swobody związanymi z ruchem postępowym, dodatkowo dwa stopnie związane z
ruchem obrotowym. Dla powietrza otrzymujemy więc następujące przybliżone wartości
teoretyczne:
Cv =5R/2
Cp = 7R/2
κ = 7/5
(6)
Wzory (4), (5), (6) są zgodne ze wzorem (3) otrzymanym…
… doskonałym.
Szczególnymi przypadkami równania stanu gazu doskonałego są przemiany: izotermiczna,
izobaryczna, izochoryczna, adiabatyczna.
Przemiana izotermiczna . (T = const.). wtedy równanie stanu gazu przedstawimy
następująco:
pV = const.
r – e Boyle’a – Mariotte’a
Praca przy izotermicznym sprężaniu lub rozprężaniu gazu doskonałego.
W procesie izotermicznym energia wewnętrzna gazu doskonałego nie zmienia…
… stanu gazu doskonałego p = RT/V, otrzymujemy wzór na pracę gazu
przy rozprężaniu izotermicznym:
V
W = -∫ RTdV/V = RT lnV1/V2
gdzie R,T
2
V1
Gdy gaz jest sprężany V1 > V2, praca W > 0 czyli gaz pobiera pracę. Gdy gaz się rozpręża V 1<
V2, praca W<0 gaz oddaje pracę kosztem pobranego ciepła.
Przemiana izobaryczna. (p- const.) Równanie stanu gazu doskonałego zapisujemy
następująco:
2
V
= const.
T
Praca…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)