Download
1 / 19
230 likes | 643 Vues
TERMODYNAMIKA. Energia wewnętrzna : suma wszystkich rodzajów energii wszystkich cząsteczek ciała Ciepło : jest energią przekazywaną między układem a jego otoczeniem na skutek istniejącej między nimi różnicy temperatur. Energia wewnętrzna ciepło. Zerowa zasada termodynamiki :
E N D
Energia wewnętrzna: suma wszystkich rodzajów energii wszystkich cząsteczek ciała Ciepło: jest energią przekazywaną między układem a jego otoczeniem na skutek istniejącej między nimi różnicy temperatur Energia wewnętrznaciepło
Zerowa zasada termodynamiki: Jeżeli ciała 1 i 2 są w równowadze termicznej i ciała 2 i 3 są w równowadze termicznej to ciała 1 i 3 są w tej samej równowadze termicznej. Zasady termodynamiki
I zasada termodynamiki: Ciepło pobrane przez układ jest równe wzrostowi energii wewnętrznej układu plus pracy wykonanej przez układ nad otoczeniem zewnętrznym. ZASADY TERMODYNAMIKI Widzimy, że zmiana energii wewnętrznej związana jest z ciepłem pobieranym (dQ>0) lub oddawanym (dQ<0) przez układ oraz z pracą wykonaną przez układ (dW>0) lub nad układem (dW<0)
Przewodnictwo cieplne k – przewodność cieplna właściwa MECHANIZMY PRZEKAZYWANIA CIEPŁA
Konwekcja zachodzi w płynach – ciecze i gazy Promieniowanie za pośrednictwem fal elektromagnetycznych Moc promieniowania emitowanego przez ciało w postaci fali elektromagnetycznej: – stała Stefana-Boltzmana ε – zdolność emisyjna powierzchni ciała
Skalarna wielkość fizyczna, która jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek Skale temperatur TEMPERATURA
Ilość ciepła ΔQ pobrana przez ciało w procesie ogrzewania ΔQ=mcΔT c – ciepło właściwe m = n M M – masa molowa ΔQ=nMcΔT Mc = C – ciepło molowe ΔQ=nCΔT Ciepło właściwe i ciepło molowe
Gaz doskonały– zwany gazem idealnym jest to gaz spełniający następujące warunki: • cząsteczki gazu traktujemy jak punkty materialne o pomijalnie małej objętości w stosunku do objętości gazu • zderzenia cząsteczek są doskonale sprężyste • cząsteczki oddziałują tylko w momencie zderzeń • między zderzeniami cząsteczki poruszają się ruchem jednostajnym prostoliniowym WŁASNOŚCI GAZU DOSKONAŁEGO
Parametry stanu gazu: p – ciśnienie [Pa] V - objętość [ ] T – temperatura [K] RÓWNANIE STANU GAZU
- średnia energia kinetyczna cząsteczki gazu Ekwipartycja energii :średnia energia kinetyczna na każdy stopień swobody jest taka sama dla wszystkich cząsteczek. i – ilość stopni swobody PODSTAWOWY WZÓR KINETYCZNEJ TEORII GAZÓW
Hel - przykład cząsteczki jednoatomowej Tlen - przykład cząsteczki dwuatomowej Metan – przykład cząsteczki wieloatomowej. Modele cząsteczek występujących w teorii kinetycznej
Przemiana izotermiczna T=const Przemiana izobaryczna p=const Przemiana izochoryczna V=const Przemiana adiabatyczna Q=0 PRZEMIANY GAZU DOSKONAŁEGO
Praca wykonana w przemianach gazowych liczbowo odpowiada polu zawartemu pod wykresem przemiany w układzie współrzędnych p(V) PRACA W PRZEMIANACH GAZOWYCH
ENTROPIA Entropiajest miarąnieuporządkowania układu cząstek. Im większy jest stan nieporządku położeń i prędkości w układzie tym większe prawdopodobieństwo, że układ będzie w tym stanie. Z definicji entropia S układu jest równa S = k ln gdzie k - stała Boltzmana, - prawdopodobieństwo, że układ jest w danym stanie (w odniesieniu do wszystkich pozostałych stanów). S 0
Entropia S jest termodynamiczną funkcją zależną tylko od początkowego i końcowego stanu układu, a nie od drogi przejścia pomiędzy tymi stanami
Równoważne sformułowania tej zasady: • Nie można zbudować perpetum mobile drugiego rodzaju. • Gdy dwa ciała o różnych temperaturach znajdą się w kontakcie termicznym, wówczas ciepło będzie przepływało z cieplejszego do chłodniejszego. • Nie można zbudować silnika cieplnego, który w całości zamieniałby dostarczone ciepło na pracę • W układzie zamkniętym entropia nie może maleć. II zasada termodynamiki
