HTAN 8 KSZTETTE SZOMBATI EDIT HTAN FTTELEI 1

HŐTAN 8. KÉSZÍTETTE: SZOMBATI EDIT HŐTAN FŐTÉTELEI

1. HŐTAN I. FŐTÉTELE Az ideális gáz belső energiáját kétféle módon lehet megváltoztatni: hőközléssel és munkavégzéssel: Eb : belső energia megváltozása Q : a gázzal közölt hő W : a gázon végzett munka A GÁZZAL KÖZÖLT HŐ A gázzal közölt hő a melegítés során befektetett hőmennyiséget jelenti, amelyet a Q = c ∙ m ∙ ∆T képlettel számolunk ki, ahol „c” a gáz fajlagos hőkapacitását, röviden fajhőjét jelenti. A korábbi ismereteinkből tudjuk, hogy a gázt melegíthetjük állandó nyomáson, illetve állandó térfogaton, ezért megkülönböztetünk állandó nyomáson, illetve állandó térfogaton vett fajhőt: cp : állandó nyomáson fajhő, c. V : állandó térfogaton vett HŐTAN vett FŐTÉTELEI fajhő

1. HŐTAN I. FŐTÉTELE A GÁZON VÉGZETT MUNKA Mint tudjuk, a munka az erő és az erő irányában történő elmozdulás szorzata. Amikor egy dugattyúval elzárt gázt összenyomunk, erőt fejtünk ki, és közben elmozdulás történik. Tehát munkavégzés esete forog fent. W = F ∙ ds = p ∙ A ∙ ds = p ∙ ∆V (1) Ha a gáz tágul, tehát ∆V > 0, akkor az elmozdulás ellentétes irányú az erővel, tehát a munka negatív. (2) Ha a gázt összenyomjuk, tehát ∆V 0, akkor az elmozdulás azonos irányú az erővel, tehát a munka pozitív. Az (1) és (2) összefüggések miatt a térfogati munka pontos képlete: HŐTAN FŐTÉTELEI W = - p ∙ ∆V

1. HŐTAN I. FŐTÉTELE Energiamegmaradás törvénye: az energia semmilyen folyamatnál nem keletkezik, nem semmisül meg, csak átalakul. Az energiamegmaradás törvényéből következik, hogy nem lehet olyan periodikusan működő gépet készíteni, amely munkát végezne anélkül, hogy valamilyen energiát ne használna fel. Az ilyen gépet elsőfajú perpetum mobile-nek (örökmozgó) neveznénk. A HŐTAN I. FŐTÉTELE NEM MÁS, MINT AZ ENERGIAMEGMARADÁS TÉTELÉNEK ALKALMAZÁSA HŐTANI FOLYAMATOKRA Azaz A HŐTAN I. FŐTÉTELE AZ ELSŐFAJÚ PERPETUM MOBILE LEHETETLENSÉGÉT FEJEZI KI. HŐTAN FŐTÉTELEI

2. HŐTAN II. FŐTÉTELE A természetben lezajló folyamatok fontos tulajdonsága a megfor-díthatóság. Vannak megfordítható és nem megfordítható folyamatok. Megfordítható/ REVERZIBILIS folyamatról akkor beszélünk, ha a folyamat ellenkező irányban is magától lejátszódik úgy. Ilyen például, amikor a földre ejtett labda visszapattan. Nem megfordítható/ IRREZERZIBILIS egy folyamat, ha ellenkező irányban nem játszódik le magától. Ilyen például, amikor a földre ejtett üvegpohár, hiszen egyrészt nem „pattan vissza”, másrészt jó eséllyel összetörik és a darabok nem álnak össze újra egy pohárrá. HŐTAN II. FŐTÉTELE : A testek termikus kölcsönhatásakor mindig a melegebb test ad át energiát a hidegebb testnek. Ennek a folyamatnak irány önmagától nem változik, csak HŐTAN FŐTÉTELEI külső beavatkozás-sal fordítható meg.

2. HŐTAN II. FŐTÉTELÉNEK ÉRTELMEZÉSE A KINETIKUS MODELLEL Az természetben végbemenő folyamatok közben megváltozik a folyamatban résztvevő részecskék rendezettsége. A természetben lezajló folyamatok iránya mindig olyan, hogy az a rendezetlenséget növeli. A rendezetlenséget kifejező fizikai mennyiséget ENTRÓPIÁnak nevezzük. HŐTAN II. FŐTÉTELÉNEK MEGFOGALMAZÁSA MÁSKÉPPEN: A természetben mindig olyan folyamatok mennek végbe maguktól, amelyek az entrópiát növelik. A hőtan főtételeit zárt rendszerekre értelmezzük. Zárt rendszer alatt olyan anyagi rendszert értünk, amely a rajta kívüli testekkel semmilyen kölcsönhatásban nincs. HŐTAN FŐTÉTELEI

6. TUDÁSPRÓBA 1) 2) 3) 4) 5) 6) Mit mond ki a hőtan I. főtétele? Mit értünk a gázzal közölt hő alatt? Hogyan számíthatjuk ki a gázzal közölt hőt? Mit értünk a gázon végzett munka alatt? Hogyan számoljuk ki a gázon végzett munkát? Mit értünk az energia megmaradás törvénye alatt, és mi a kapcsolata Hőtan I. főtételével? 7) Mit értünk elsőfajú perpetum mobile alatt és mi a kapcsolata a Hőtan I. főtételével? 8) Mit értünk megfordítható és nem megfordítható folyamat alatt, mondj rá példát! 9) Mit mond ki a Hőtan II. főtétele? 10)Mit értünk entrópia alatt és mi a kapcsolata Hőtan II. főtételével? KINETIKUS GÁZELMÉLET