TERMODYNAMIKA ENERGIA WEWNTRZNA CIEPO Energia wewntrzna suma wszystkich

TERMODYNAMIKA

ENERGIA WEWNĘTRZNA CIEPŁO 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

ZASADY TERMODYNAMIKI 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. Widzimy, że zmiana energii wewnętrznej związana jest z ciepłem pobieranym (d. Q>0) lub oddawanym (d. Q<0) przez układ oraz z pracą wykonaną przez układ (d. W>0) lub nad układem (d. W<0)

MECHANIZMY PRZEKAZYWANIA CIEPŁA Przewodnictwo cieplne k – przewodność cieplna właściwa

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

TEMPERATURA Skalarna wielkość fizyczna, która jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek Skale temperatur

CIEPŁO WŁAŚCIWE I CIEPŁO MOLOWE Ilość ciepła ΔQ pobrana przez ciało w procesie ogrzewania ΔQ=mcΔT c – ciepło właściwe m = n M M – masa molowa ΔQ=n. McΔT Mc = C – ciepło molowe ΔQ=n. CΔT

WŁASNOŚCI GAZU DOSKONAŁEGO 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 q zderzenia cząsteczek są doskonale sprężyste q cząsteczki oddziałują tylko w momencie zderzeń q między zderzeniami cząsteczki poruszają się ruchem jednostajnym prostoliniowym q

RÓWNANIE STANU GAZU Parametry stanu gazu: p – ciśnienie [Pa] V - objętość [ ] T – temperatura [K]

PODSTAWOWY WZÓR KINETYCZNEJ TEORII GAZÓW - średnia energia kinetyczna cząsteczki gazu Ekwipartycja energii : średnia energia kinetyczna na każdy stopień swobody jest taka sama dla wszystkich cząsteczek. i – ilość stopni swobody

MODELE CZĄSTECZEK WYSTĘPUJĄCYCH W TEORII KINETYCZNEJ Hel - przykład cząsteczki jednoatomowej Tlen - przykład cząsteczki dwuatomowej Metan – przykład cząsteczki wieloatomowej.

PRZEMIANY GAZU DOSKONAŁEGO 1. 2. 3. 4. Przemiana izotermiczna izobaryczna izochoryczna adiabatyczna T=const p=const V=const Q=0

PRACA W PRZEMIANACH GAZOWYCH Praca wykonana w przemianach gazowych liczbowo odpowiada polu zawartemu pod wykresem przemiany w układzie współrzędnych p(V)

SILNIK CIEPLNY

ENTROPIA Entropia jest miarą nieuporządkowania 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

II ZASADA TERMODYNAMIKI 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.