Przygotowała; Alicja Kiołbasa TERMODYNAMIKA Przygotowała; Alicja Kiołbasa

Co to jest termodynamika ? Jak można się domyślić analizując samą nazwę, "termodynamika" jest działem fizyki zajmującym się zjawiskami cieplnymi. Cześć nazwy "termo..." wskazuje wyraźnie na związek z temperaturą. Część "...dynamika" sugeruje nam dodatkowo, że nie chodzi tu tylko o stany ustalone, ale przede wszystkim właśnie o zmiany.

Tak więc ostatecznie termodynamika stara się odpowiedzieć na pytanie jak pod wpływem dostarczania, lub odbierania energii cieplnej zmienia się temperatura, objętość, stan skupienia i inne własności ciał. Dodatkowo w tym dziale omawiane są często zagadnienia związane z istnieniem substancji w różnych stanach skupienia. Jest to o tyle naturalne, że stan skupienia bardzo mocno zależy od temperatury, więc trudno byłoby opisywać stany skupienia pod kątem innym, niż wynikającym ze zjawisk cieplnych.

Teoria kinetyczno-molekularna Współczesna termodynamika tłumaczy zjawiska cieplne w oparciu o tzw. teorię kinetyczno - molekularną (nazywaną też teorią kinetyczno - cząsteczkową). Oznacza to, że zjawiska związane ze zmianami temperatury dają się wytłumaczyć jako konsekwencja ruchu i wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek.

Ciepło Ciepło jest to ta część energii wewnętrznej przekazywana od ciała cieplejszego do ciała chłodniejszego, która odbywa się w oparciu o mikroskopowy mechanizm zderzeń między cząsteczkami/atomami. Przekazu ciepła nie widać gołym okiem. Zazwyczaj nie obserwujemy żadnego dostrzegalnego ruchu, czy innych prostych objawów (wyjątkiem byłyby sytuacje, w których ktoś skonstruowałby jakieś specjalne urządzenie do wskazywania przepływu energii cieplnej).

Ciepło zawsze przepływa od ciała o wyżej temperaturze, do ciała o niższej temperaturze.

Ciepło właściwe Ciepło właściwe jest współczynnikiem określającym skłonność ciała do łatwiejszej lub trudniejszej zmiany temperatury pod wpływem dostarczonej energii cieplnej. Jest ono ściśle związane ze wzorem na ilość energii cieplnej potrzebnej do ogrzania / ochłodzenia ciała.

Ciepło właściwe ciał

Temperatura Temperatura to jedna z podstawowych wielkości fizycznych w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Podstawową jednostką temperatury w układzie SI jest Kelvin (K), jednostki pochodne to Celsjusz i Farenheit.

Różnica między temperaturą, a energią wewnętrzną ciała Tu warto dodać, ze ważnym pojęciem ściśle powiązanym z temperaturą jest energia wewnętrzna. Jednak pomiędzy tymi pojęciami występują istotne różnice. W szczególności energia wewnętrzna rośnie wraz z ilością substancji, a temperatura jest wyznaczana jest wielkością lokalną - wyznaczaną prawie w punkcie, a przynajmniej w niewielkim obszarze zawierającym próbkę materii. Temperatura nie zależy wiec od ilości cząsteczek, tylko od "średniego" zachowania się w danym obszarze.

Energia wewnętrzna Energią wewnętrzną (Ew lub U) nazywamy sumę energii wszystkich drobin ciała. Zmianę energii wewnętrznej rozpoznajemy po zmianie tempreatury, zmianie rozmiarów ciała lub zmienie stanu skupienia.

I zasada Termodynamiki Zasada ta stwierdza, że energię wewnętrzną ciała można zmienić na dwa sposoby: 1. w wyniku przepływu ciepła Q, pomiędzy ciałem, a jego otoczeniem, 2. na skutek pracy W, wykonanej przez ciało lub pracy wykonanej nad ciałem. Zmiana energii wewnętrznej ciała ΔEw jest równa sumie ciepła i pracy zgodnie ze wzorem: ΔEw=Q+W. Gdy dostarczymy ciepło do ciała, to Q > 0 , a gdy ciało oddaje ciepło, to Q < 0. Podobnie gdy praca jest wykonana nad ciałem, to W > 0, a jeśli ciało wykonuje pracę to W < 0.

Ogrzewanie/ochładzanie ciała bez zmiany stanu skupienia Podczas ogrzewania (dostarczania ciepła) bez zmiany stanu skupienia dochodzi do wzrostu temperatury ciała. W przypadku odwrotnym - oziębiania - temperatura maleje. Większość substancji (ciała stałe, ciecze, gazy) reaguje zmianą na dostarczone ciepło w sposób proporcjonalny - tzn. np. 2 razy większe dostarczone ciepło powoduje 2 razy większy przyrost temperatury.

Energia potrzebna do ogrzania ciała o określony przyrost temperatury to iloczyn ciepła właściwego ciała, masy tego ciała i przyrostu temperatury.

KONIEC

Źródła www.fizyka.biz www.scholaris.pl www.fizykon.org www.wikipedia.org www.portalwiedzy.onet.pl