TERMODYNAMIKA HRW 2 kap 18 20 HRW kap

TERMODYNAMIKA HRW 2 kap. 18 -20 HRW kap. 19 -21

Základní úloha: tepelné stroje Tepelné čerpadlo ?

Základní úloha: tepelné stroje Tepelné čerpadlo Chladnička ?

Základní úloha: tepelné stroje Tepelný motor ?

Termodynamika: základní pojmy Nauka o obecných zákonitostech, jimiž se řídí transformace energie makroskopických systémů. Stavové veličiny energie (1 ZT) entropie (2 ZT) Stav S termodynamického systému (plynu): Parametry • vnější p (tlak) • vnitřní V (objem) Teplota T stavová rovnice izolace rezervoár

Nultý zákon termodynamiky a teplota indikátor teploty

Nultý zákon termodynamiky a teplota Existuje teplota Každé těleso, které se nachází v tepelné rovnováze, má vlastnost zvanou teplota. Jsou-li dvě tělesa v tepelné rovnováze, mají stejné teploty. Také obráceně, mají-li dvě tělesa touž teplotu, budou po uvedení do kontaktu v tepelné rovnováze.

Nultý zákon termodynamiky a teplota Existuje rovnovážný stav

Teplota I

Teplota II

Teplota III Teplotní roztažnost

Teplota a teplo

Teplota a teplo tepelná kapacita C

Teplota a teplo Tepelná kapacita tepelná kapacita C měrná tepelná kapacita c

Teplota a teplo Tepelná kapacita tepelná kapacita C měrná tepelná kapacita c

Teplota a teplo Skupenské teplo

Teplo a energie Teplo (děj) tepelná kapacita závisí na ději C

Práce a energie Práce (děj)

Stavové a dějové veličiny stavové veličiny: poloha, rychlost, energie, teplota, tlak, objem, entropie dějové veličiny: práce, teplo

podle b, a: podle b, c:

První zákon termodynamiky Existuje stavová veličina vnitřní energie U, pro jejíž přírůstek platí práce (děj) (zákon zachování energie) totální diferenciální forma teplo (děj)

První zákon termodynamiky Existuje stavová veličina vnitřní energie U, pro jejíž přírůstek platí práce (děj) (zákon zachování energie) teplo (děj)

První zákon termodynamiky Upozornění! teplo systémem přijaté práce systémem vykonaná práce na systému vykonaná

První zákon termodynamiky příklady

První zákon termodynamiky příklady

cyklický děj 0 -30 J

Stavová rovnice experiment statistická fyzika (kinetická teorie plynů) ideálního plynu počet částic

Stavová rovnice experiment statistická fyzika (kinetická teorie plynů) ideálního plynu počet molů n počet částic

Stavová rovnice experiment statistická fyzika (kinetická teorie plynů) ideálního plynu počet molů počet částic

www. aldebaran. cz

Stavová rovnice ideálního plynu

Kontrola: Jaká je W pro izochorický a izobarický děj?

plyn vykoná práci: my vykonáme práci:

Teplota, tlak a střední kvadratická rychlost

Teplota, tlak a střední kvadratická rychlost

Kinetická energie posuvného pohybu jedna molekula ideálního plynu

Vnitřní energie a teplota jedna molekula ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu

Tepelné kapacity ideálního plynu stavová rovnice

Adiabatické rozpínání ideálního plynu

(a) dělíme druhou rovnici první (b)

Děje vratné a nevratné

V ideálním plynu U závisí jen na T. T = 0 U = 0 Děje vratné a nevratné

Termodynamika: základní pojmy Stavové veličiny energie (1 ZT) entropie (2 ZT) Stav S termodynamického systému (plynu): Parametry • vnější p (tlak) • vnitřní V (objem) Teplota T stavová rovnice rezervoár

Druhý zákon termodynamiky I Existuje stavová veličina entropie S, pro jejíž změnu platí diferenciální forma totální diferenciál teplo (vratný děj) integrující faktor absolutní teplota

Změna entropie při izotermickém ději (také platí přibližně pokud je změna teploty malá)

Děje vratné a nevratné

Děje vratné a nevratné

Druhý zákon termodynamiky II nevratný děj

Entropie kolem nás: motory ? účinnost:

Carnotův motor

Carnotův motor

Entropie kolem nás: motory

Druhý zákon termodynamiky III S. Carnot (1824) Žádný reálný tepelný motor pracující mezi dvěma lázněmi nemůže mít účinnost vyšší než Carnotův motor, pracující mezi týmiž lázněmi. E. Clausius (1850) [1865: entropie] • Teplo nemůže samovolně přecházet z chladnějšího tělesa na teplejší. • Je nemožné přenášet cyklickým procesem teplo z chladnějšího tělesa na teplejší, aniž se přitom jisté množství práce změní na teplo. W. Thomson – Lord Kelvin (1854), M. Planck (1930) Není možné vytvořit takové cyklické děje, jejichž jediným výsledkem by bylo odebrání tepla z tepelné lázně a jeho úplná přeměna v práci. J. Carathéodory (1909) Existují adiabaticky nedosažitelné stavy.

http: //dragon. web 2001. cz/fyzika/tepelnestroje/ctyrdoby_zazehovy_01. htm

Carnotova chladnička obrácený Carnotův motor W’ práce dodaná ?

Druhý zákon termodynamiky IV S. Carnot (1824) Žádný reálný tepelný motor pracující mezi dvěma lázněmi nemůže mít účinnost vyšší než Carnotův motor, pracující mezi týmiž lázněmi. !

Druhý zákon termodynamiky IV S. Carnot (1824) Žádný reálný tepelný motor pracující mezi dvěma lázněmi nemůže mít účinnost vyšší než Carnotův motor, pracující mezi týmiž lázněmi.

Mnohačásticové (makroskopické) systémy popis fenomenologický TERMODYNAMIKA mikroskopický STATISTICKÁ FYZIKA

Statistická fyzika Pravděpodobnost makrostavu je úměrná počtu příslušných mikrostavů.

Statistická fyzika Pravděpodobnost makrostavu je úměrná počtu příslušných mikrostavů.

Statistická fyzika Pravděpodobnost makrostavu je úměrná počtu příslušných mikrostavů. W=1 W =1029 100

Statistická fyzika Pravděpodobnost makrostavu je úměrná počtu příslušných mikrostavů.

Entropie a pravděpodobnost

Entropie a pravděpodobnost