FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Przejścia fazowe Zjawiska transportu

Prezentacja na temat: "FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Przejścia fazowe Zjawiska transportu"— Zapis prezentacji:

1 FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Przejścia fazowe Zjawiska transportu

2

3 Gaz van der Waalsa Dla 1 mola gazu: Równanie stanu gazu:
objętość cząsteczek ciśnienie pochodzące od oddziaływań między cząsteczkami Ciśnienie kohezyjne p’ jest wprost proporcjonalne do gęstości gazu i sił działających między cząsteczkami Siły też są proporcjonalne do gęstości gęstość jest odwrotnie proporcjonalna do objętości

4 Gaz Van der Waalsa Gdzie: Izoterma krytyczna

5 Gaz Van der Waalsa Warunki na punkt przegięcia funkcji:

6 Gaz Van der Waalsa Dla nM moli gazu:

7 Parowanie i skraplanie
W punkcie krytycznym mamy współistnienie pary nasyconej, cieczy i gazu   Aby skroplić gaz trzeba obniżyć jego temperaturę poniżej temperatury krytycznej

8 Parowanie i skraplanie
AB - para przesycona DC - ciecz przegrzana

9 Komora pęcherzykowa Płytki tytanu Ciekły propan
Tory cząstek naładowanych powstałych w zderzeniu Punkt zderzenia z jądrem ośrodka Tor jądra węgla

10 Topnienie i krystalizacja
Ciało krystaliczne Ciało amorficzne Ciepło topnienia

11 Wykres stanu Trzy krzywe odpowiadają trzem typom przejść fazowych: parowaniu, topnieniu i sublimacji. W punkcie potrójnym Pp współistnieją wszystkie trzy fazy (gazowa, ciekła i stała) w równowadze. Możliwe są także bezpośrednie przejścia ze stanu gazowego do stanu stałego, bez przejścia poprzez fazę cieczy. Taki proces nazywa się resublimacją.

12 Wykres stanu

13 Średnia droga swobodna
przekrój czynny na zderzenie zderzenie cząsteczek Średnia droga swobodna l to odległość przebyta przez cząsteczkę gazu między dwoma kolejnymi zderzeniami. liczba zderzeń w czasie 1 s Chaotyczny ruch cząsteczki w gazie

14 Średnia droga swobodna
przekrój czynny na zderzenie koncentracja cząsteczek

15 Zjawiska transportu Dyfuzja – transport masy
Procesy nieodwracalne – entropia wzrasta Przewodnictwo cieplne – transport ciepła Lepkość – transport pędu

16 Zjawiska transportu n1 n2
Dyfuzja - wyrównanie się koncentracji składników w substancji, stanowiącej niejednorodną mieszaninę, w konsekwencji prowadzi do transportu (przenoszenia) masy. Dyfuzja jest następstwem ruchów cieplnych i zachodzi samorzutnie w ciałach stałych, cieczach i gazach bez oddziaływań zewnętrznych. n1 z Koncentracja względna: dS Dyfuzja w kierunku mniejszej gęstości n2

17 Dyfuzja współczynnik dyfuzji: strumień masy gradient gęstości
pole powierzchni prostopadłej

18 Zjawiska transportu Przewodnictwo cieplne – to zjawisko przekazywania energii w postaci ciepła w kierunku zmniejszającej się temperatury będące rezultatem chaotycznego ruchu cząsteczek. strumień ciepła gradient temperatury T + dT dS T pole powierzchni współczynnik przewodnictwa cieplnego z Przewodnictwo w kierunku mniejszej temperatury

19 Przewodnictwo cieplne
współczynnik przewodnictwa cieplnego: T + dT dS T Ciepło molowe przy stałej objętości średnia prędkość gęstość droga swobodna z współczynnik dyfuzji Przewodnictwo w kierunku mniejszej temperatury

20 Zjawiska transportu Lepkość (tarcie wewnętrzne) – zjawisko przekazywania pędu w kierunku zmniejszającej się prędkości będące rezultatem chaotycznego ruchu cząsteczek i uporządkowanego ruchu z daną prędkością. współczynnik lepkości gradient prędkości siła lepkości pole powierzchni u u + du z Lepkość w kierunku mniejszej prędkości x dS P

21 Lepkość współczynnik lepkości: P dS z u + du gęstość średnia prędkość
droga swobodna x współczynnik dyfuzji Rys. Lepkość w kierunku mniejszej prędkości