Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Termodynamika Kinetyczna teoria gazów TERMODYNAMIKA Dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych,

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Termodynamika Kinetyczna teoria gazów TERMODYNAMIKA Dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych,"— Zapis prezentacji:

1

2 Termodynamika Kinetyczna teoria gazów

3 TERMODYNAMIKA Dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych, które wpływają na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Wbrew rozpowszechnionym sądom termodynamika nie zajmuje się wyłącznie przemianami cieplnymi, lecz także efektami energetycznymi reakcji chemicznych, przemian z udziałem jonów, przemianami fazowymi, a nawet przemianami jądrowymi.

4 Gaz doskonały Składa się z cząsteczek, które można uważać za punkty materialne.  rozmiary cząsteczek, w tym objętość, są pomijalnie małe Cząsteczki poruszają się chaotycznie i podlegają prawom dynamiki Newtona.  poza momentami zderzenia na cząsteczki nie działają siły  zderzenia są doskonale sprężyste Całkowita liczba cząsteczek jest bardzo duża.  zderzenia nie zmieniają ogólnego rozkładu prędkości cząsteczek  brak jest wyróżnionego kierunku – wektor średniej prędkości cząsteczek jest równy zero

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

6 Energia wewnętrzna gazu doskonałego Dla gazu jednoatomowego: Energia wewnętrzna gazu doskonałego zależy wyłącznie od jego temperatury

7 Gaz taki w mechanice klasycznej opisuje równanie Clapeyrona (równanie stanu gazu doskonałego), przedstawiające zależność między ciśnieniem gazu (p), jego objętością (V), temperaturą (T) i licznością (n) wyrażoną w molach: gdzie R jest stałą gazowa lub gdzie k jest stałą Boltzmana

8 Gaz doskonały to model, słuszny w pełni jedynie dla bardzo rozrzedzonych gazów (wzrost ciśnienia powoduje, że zmniejszają się odległości między cząsteczkami, co trzeba uwzględnić, oraz powoduje wzrost przyciągania cząsteczek), w niezbyt niskich (zaczyna dominować przyciąganie cząsteczek), ani zbyt wysokich temperaturach (zderzenia przestają być sprężyste), jednak może być stosowany w praktyce do niemalże wszystkich gazów w warunkach normalnych. Dla gazów rzeczywistych przy dużych gęstościach i ciśnieniach niezbędne jest stosowanie równań uwzględniających w/w pominięte efekty.

9 Hel - przykład cząsteczki jednoatomowej Tlen - przykład cząsteczki dwuatomowej Metan – przykład cząsteczki wieloatomowej.

10

11

12

13 Pierwsza zasada termodynamiki Energia wewnętrzna układu izolowanego nie zmienia się, niezależnie od przemian zachodzących w tym układzie. Zmiana energii wewnętrznej układu jest równa sumie pracy wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ.  U = W + Q

14 Pierwsza zasada termodynamiki to prosta zasada zachowania energii, czyli ogólna reguła głosząca, że energia w żadnym procesie nie może pojawić się "znikąd". Δ U = Q + W Gdzie: ΔU - zmiana energii wewnętrznej układu; Q - ciepło wymienione przez układ z otoczeniem, Q>0 – ciepło jest dostarczane z zewnątrz, gaz pobiera ciepło Q<0 - gaz oddaje ciepło do otoczenia W < 0- praca wykonana przez układ (gaz), rozprężanie gazu, objętość maleje W>0 praca wykonana przez czynnik zewnętrzny, sprężanie gazu, objętość gazu maleje

15 Praca wykonana w przemianach gazowych liczbowo odpowiada polu zawartemu pod wykresem przemiany w układzie współrzędnych p(V)

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

17 Przemiana izotermiczna T = const  U = 0 Q+W = 0 p 1, V 1 p 2, V 2

18

19

20

21 Zachodzi, gdy objętość gazu nie ulega zmianie (stała objętość naczynia) a ciśnienie i temperatura gazu zmieniają się wprost proporcjonalnie do siebie. Równanie przemiany izochorycznej (prawo Charlesa) ma postać: czyli

22 Przemiana izochoryczna V = const W = 0 p 1, T 1 p 2, T 2

23

24 Zachodzi, gdy ciśnienie gazu nie ulega zmianie (jest stałe). Objętość i temperatura gazu w tej przemianie zmieniają się wprost proporcjonalnie do siebie. Ta przemiana gazu nastąpi, gdy otrzyma on ciepło z zewnątrz (gaz ogrzeje się i wykona pracę przesuwając tłok w stronę rosnącej objętości) lub gdy gaz oddaje ciepło na zewnątrz (siły zewnętrzne wykonują pracę w celu zmniejszenia objętości oraz wyrównania ciśnienia i równocześnie nastąpi oziębienie gazu).

25 Przemiana izobaryczna p = const T 1, V 1 T 2, V 2

26

27 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

28

29

30

31


Pobierz ppt "Termodynamika Kinetyczna teoria gazów TERMODYNAMIKA Dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych,"

Podobne prezentacje


Reklamy Google