III. Základy termodynamiky
|
|
- Gabriela Černá
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 III. Základy termodynamiky 3. ermodynamika FS ČU v Praze
2 3. Základy termodynamiky 3. Úvod 3. Základní ojmy 3.3 Základní ostuláty 3.4 Další termodynamické funkce volná energie a volná entalie 3.5 Kritérium uskutečnitelnosti samovolně robíhajícího děje 3.6 Chemická termodynamika (termochemie) 3. ermodynamika FS ČU v Praze
3 3. Základy termodynamiky 3. Úvod ermodynamika studuje vlastnosti soustav z energetického hlediska studuje změny v soustavách, které jsou vyvolány změnami vnějších odmínek založena na 6 ostulátech (vznikly zobecněním ozorovatelných a exerimentálně ověřitelných faktech). ostulát o řechodu systému do rovnovážného stavu. ostulát o vnitřní energii 4 ostuláty nazývány věty termodynamické Rozdělení termodynamiky obecná termodynamika základní rinciy technická termodynamika alikace obecné termodynamiky ro stavbu teelných strojů chemická termodynamika alikace obecné termodynamiky v soustavách s fyzikálními, fyzikálně-chemickými a chemickými ději 3. ermodynamika FS ČU v Praze 3
4 Možnosti termodynamiky ermodynamika umožňuje: stanovit množství energie vyměněné v různých formách mezi okolím a soustavou. určit odmínky uskutečnitelnosti děje. určit za jakých odmínek se v soustavě ustaluje rovnováha. určit složení soustavy v rovnováze ; jak se změní složení se změnou vnějších odmínek. nalézt vhodné odmínky ro získání otimálních výtěžků. ermodynamika neumožňuje: určit rychlost děje. určit dobu otřebnou ro dosažení rovnováhy. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 4
5 3. Základní ojmy. ermodynamická soustava část rostoru s látkovou nální oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými hraničními lochami A. odle vzájemného vztahu soustavy a okolí B. odle míry stejnorodosti izolovaná uzavřená otevřená homogenní heterogenní. ermodynamické veličiny stavové td. veličiny:,,, H, S, G, A, k J nestavové td. veličiny: Q, W 3. ermodynamická rovnováha stav, ři kterém v systému - nerobíhají žádné makroskoické změny - termodynamické veličiny jsou v čase konstantní stav rovnováhy osuzován z několika hledisek: mechanický (tlakový), teelný, koncentrační, chemický, fázový 3. ermodynamika FS ČU v Praze 5
6 4. elo změna energie soustavy na základě telotního rozdílu mezi soustavou a okolím!!!!!!!!!!! telo není stavová veličina!!!!!!!!!!! 5. Práce ostatní formy výměny energie soustavy, ři kterých zravidla (výjimka: elektrická ráce, chemická ráce) dochází k silovému ůsobení mezi soustavou a okolím!!!!!!!!!!! ráce není stavová veličina!!!!!!!!!!! 6. Znaménková dohoda Q > 0 W < 0 Q < 0 Soustava W > 0 elo z hlediska soustavy Q > 0 telo řivedené do soustavy Q < 0 telo odvedené ze soustavy Práce W > 0 ráce vykonaná soustavou W < 0 ráce dodaná soustavě 3. ermodynamika FS ČU v Praze 6
7 7. ermodynamický děj řechod soustavy z jednoho stavu do druhého!!!!!!! Hodnoty stavových veličin nezávisí na zůsobu, jakým změna roběhla ; mění se bez ohledu na cestu, jakou tato změna roběhla.!!!!!!!!!!!!!! Hodnoty nestavových veličin závisí na zůsobu, jakým změna roběhla.!!!!!! Rozdělení termodynamických dějů A. Děje vratné a nevratné (reverzibilní/ireverzibilní) B. Děje ři konstantní termodynamické veličině C. Děje kruhové (cyklické) 3. ermodynamika FS ČU v Praze 7
8 Rozdělení termodynamických dějů A. Děje vratné a nevratné (reverzibilní/ireverzibilní) ratné děje td. rovnováha ANO lze vrátit do vých. stavu A B A Nevratné děje td. rovnováha NE NE lze vrátit do vých. stavu A B C B. Děje ři konstantní termodynamické veličině konst. konst. konst. izotermický izobarický izochorický Q konst. S konst. H konst. c n konst. adiabatický izoentroický izoentalický olytroický C. Děje kruhové (cyklické) A B C D A veličina veličina veličina stavová veličina: nestavová veličina: veličina 0 veličina 0 3. ermodynamika FS ČU v Praze 8
9 3.3 Základní ostuláty. Postulát I. o řechodu systému do rovnovážného stavu. Postulát II. o vnitřní energii U U je stavová extenzivní veličina. 3. Postulát III. 0. věta termodynamická A B a B C A C 4. Postulát I.. věta termodynamická Q du + W obj du +.d Q dh + W t dh.d 5. Postulát.. věta termodynamická ds Q/ 0 adiabatická soustava 6. Postulát I. 3. věta termodynamická lim 0 S 0 Entalie Sojená formulace. a. věty td.: H U +..ds du +.d.ds dh.d 3. ermodynamika FS ČU v Praze 9
10 3.3. Postulát I. o řechodu systému do rovnovážného stavu okud systém není v rovnováze, jeho vlastnosti se samovolně mění tak, aby systém dosáhnul rovnováhy Postulát: Při neměnných vnějších odmínkách dosěje každý systém do stavu termodynamické rovnováhy. míra rychlosti řechodu systému do rovnovážného stavu je relaxační čas 3. ermodynamika FS ČU v Praze 0
11 3.3. Postulát II. o vnitřní energii U Postulát: nitřní energie U je stavová extenzivní veličina. Pozn. Při jejím studiu nás vždy zajímá ouze její změna. nitřní energie soustavy + + součet kinetické energie ohybujících se částic otenciální energie vzájemného řitahování a oduzování částic energie záření uvnitř soustavy!!!!!!! Na hodnotu U nemá vliv: ohyb soustavy jako celku oloha soustavy jako celku Příklad: litr vody Ohřev 0 C 70 C 0 C 90 C 70 C } stejná vnitřní energie!!!!!!! Zdvih - změní se otenciální energie soustavy - vnitřní energie soustavy se nemění Pohyb rychlostí - změní se kinetická energie soustavy - vnitřní energie soustavy se nemění 3. ermodynamika FS ČU v Praze
12 3.3.3 Postulát III. 0. věta termodynamická Postulát: Jsou li dvě různá tělesa A a B v teelné rovnováze (tzn. mají stejnou telotu) s tělesem C, otom jsou v teelné rovnováze (tzn. mají stejnou telotu) i navzájem. A B B C A C ýznam: umožňuje měřit telotu A B a B C A C omocí třetího tělesa, nějakým zůsobem cejchovaného teloměru a omocí tohoto standardu orovnávat teloty jiných těles aniž by tato tělesa musela být v římém kontaktu. elota charakterizuje teelný stav látky (je mírou kinetickou energie částic). 3. ermodynamika FS ČU v Praze
13 Celsiova telotní stunice Anders Celsius dolní základní telota: 0 C telota směsi voda + tající led ři tlaku 0,35 kpa horní základní telota: jednotka: C /00 intervalu emirická telotní stunice 00 C telota varu vody ři tlaku 0,35 kpa Emirická stunice využívá ro měření teloty závislost některých vlastností látek na telotě. Réaumurova telotní stunice René Réaumur dolní základní telota: 0 R telota tajícího ledu horní základní telota: 80 R telota varu etanolu/vody ři tlaku 0,35 kpa jednotka: R /80 intervalu řevod: t ( C) (5/4)* t ( R) ; t ( R) (4/5)* t ( C) emirická telotní stunice 0 C 0 R, 00 C 80 R 3. ermodynamika FS ČU v Praze 3
14 Fahrenheitova telotní stunice Gabriel Daniel Fahrenheit dolní základní telota: 0 F telota směsi ledu, vody a salmiaku (NH 4 Cl) (-7,7 C) horní základní telota: 96 F telota zdravého člověka (37 C) jednotka: F /96 intervalu řevod: t ( C) (5/9)*(t ( F) 3) ; t ( F) (9/5)* t ( C) + 3 emirická telotní stunice 0 C 3 F, 00 C F Absolutní termodynamická telotní stunice W. homson lord Kelvin dolní základní telota: 0 K zastavení teelného ohybu (atomy a molekuly v narostém klidu) horní základní telota: 73,6 K trojný bod vody (0,0 C, 60 Pa) jednotka: K /73,6 intervalu řevod: t ( C) (K) 73,5 ; 0 C 73,5 K, 00 C 373,5 K termodynamická telotní stunice (tzn. určovaná odle zákonů termodynamiky) 3. ermodynamika FS ČU v Praze 4
15 Anders Celsius švédský matematik, astronom a geodet rofesorem astronomie na usalské univerzitě a ředitelem Usalské astronomické observatoře narodil se, žil a umřel v Usale René Antoine Ferchault de Réaumur francouzský vědec (zoolog) v 5 letech členem francouzské Akademie věd neuvěřitelně lodný (matematické ráce, dílo o hmyzu (4 000 str., obr.), ois umění a řemesel (7 sv.)) věda v raxi výroba zrcadel, umělé erly, aír, sklo, orcelán, konzervování vajec, umělé líhnutí 3. ermodynamika FS ČU v Praze 5
16 Gabriel Daniel Fahrenheit ocházel z německé rodiny usazené v Gdaňsku vyučen kucem v Amsterdamu, kde se usadil zhotovoval různé fyzikální řístroje, hlavně teloměry a tlakoměry za svou recizní ráci byl zvolen za člena londýnské Královské solečnosti William homson lord Kelvin of Largs skotský vědec 0 let universita, 6 let Cambridge, let rofesorem v Glasgow elektřina, magnetismus termodynamika - soluráce s J. P. Joulem ; II věta termodynamická ovažován za dovršitele mechaniky ve fyzice roagátor sojení Evroa Amerika telegrafním kabelem vynálezce řady telegrafních řístrojů Za zásluhy o telegrafii a kabelové sojení ovýšen královnou iktorií do šlechtického stavu Kelvin malá říčka rotékající okolo university v Glasgow 3. ermodynamika FS ČU v Praze 6
17 Glasgow Říčka Kelvin Kelvingrove ark Foto: Finlay McWalter 3. ermodynamika FS ČU v Praze 7
18 3.3.4 Postulát I.. věta termodynamická energie nevzniká z ničeho, jedna její forma se však může řeměňovat v druhou Homogenní uzavřená soustava Postulát: Změna vnitřní energie soustavy ( U) je rovna telu (Q) a ráci (W), kterou soustava řijala nebo odevzdala: U Q W nitřní energii soustavy lze změnit ouze: dodáním nebo odvedením tela dodáním nebo vykonáním ráce Pozn. řeměna ráce na telo těmto omezením neodléhá. řeměna tela na ráci odléhá určitým omezením (II. věta td.) Izolovaná soustava U 0 (ři všech dějích stejná celková energie) Slovní formulace. věty. Není možné sestavit stroj, který by konal ráci, aniž by se zmenšila jeho energie nebo energie jeho okolí tzv. eretuum mobile I. druhu.. Nelze sestrojit eretuum mobile I. druhu. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 8
19 Homogenní uzavřená soustava: odvození. věty termodynamické Stav Stav lak lak Plocha ístu S Dodané telo Q nější tlak (naříklad atmosférický) Posun x. álec s ohyblivým ístem zatížený závažím obsahující lyn.. Silové ůsobení ístu na lyn G g G íst + G závaží + ext.s 3. Silové ůsobení lynu uvnitř válce na íst G g.s 4. Síly v rovnováze. 5. Přivedení tela do soustavy z okolí Přivedení tela se rojeví zvýšením rychlosti neusořádaného ohybu částic zvýšení kinetické energie částic zvýšení vnitřní energie zvýšení očtu nárazů částic zvýšení tlaku vyšší tlak uvnitř než v okolí osun ístu 3. ermodynamika FS ČU v Praze 9
20 [Pa] Stav Stav lak lak Plocha ístu S Dodané telo Q Posun x Stav Stav W obj S x nější tlak (naříklad atmosférický) 6. Posun ístu Píst se osunuje, dokud se obě síly G g a G g nevyrovnají. Rozínající se lyn ůsobí na íst silou.s o dráze dx vykoná tedy mechanickou ráci dw F.dx.S.dx. Součin S.dx zároveň vyjadřuje změnu objemu d S.dx Mechanickou ráci lze vyjádřit: dw.d dw obj. Práci vykonala soustava znaménko věta td. Q du + W obj du +.d ro jednotkové množství q du + w obj du +.dv [m 3 ] Pozn. Další studium Ze všech rací (objemová, ovrchová, chemická, elektrická,.) se budeme dále věnovat ráci objemové, vzhledem k jejímu významné ostavení v termodynamice. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 0
21 Matematická formulace. věty termodynamické. tvar Diferenciální forma Integrální forma - změna ze stavu do stavu Q du + W obj du + Q du +.d du + Q W obj obj Q U + W Q d Q U +. tvar Diferenciální forma Integrální forma - změna ze stavu do stavu Q dh + W t dh + Q dh.d dh kde U U U a H H H Q W t t Q H + W Q d Q H d d 3. ermodynamika FS ČU v Praze
22 Entalie H definice: H U +. res. h u +.v stavová veličina Odvození entalie a. tvaru.věty td.. Q du +.d / +.d. Q +.d du +.d +.d 3. ravidlo o derivaci součinu.d +.d d (.) Q +.d du + d (.) d (U +.) 4. Entalie součin U +. H. tvar Q +.d dh Q dh.d Proč zavést novou td. funkci? Pozn. Oět nelze určit absolutní hodnotu, ale ouze změny ; oět nevadí. Značně se zjednoduší výočty ři izobarických a adiabatických dějích, jakých je v technické raxi většina. 3. ermodynamika FS ČU v Praze
23 Proč zavést novou td. funkci? elo a ráce nestavové veličiny nutno znát růběh (cestu) A. Isobarický děj říklad: salování ýočet množství vyměněného tela B. Adiabatický děj říklad: arní turbína Q dh.d isobarický děj konst. d 0 Q dh tj. Q H H H vyměněné telo změna entalie ýočet technické ráce Q dh.d dh + W tech adiabatický děj Q 0 0 dh + W tech tj. W tech H H H technická ráce změna entalie zjednodušení výočtů ři izobarických a adiabatických dějích, jakých je v technické raxi většina. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 3
24 Alikace. věty td. na ideální lyny Ideální lyn SRIP. n.r. vnitřní energie U f () U n.c. res. u C. entalie H f () H n.c. res. h C. Mayerův vztah C C R Měrná teelná kaacita / molové telo ři konstantním tlaku c / C telo, které je nutné dodat jednotkovému množství látky ři konstantním tlaku, aby se ohřála o K Měrná teelná kaacita / molové telo ři konstantním objemu c / C telo, které je nutné dodat jednotkovému množství látky ři konstantním objemu, aby se ohřála o K 3. ermodynamika FS ČU v Praze 4
25 Alikace. věty td. na ideální lyny Děj Objemová ráce echnická ráce Sdílení tela Izotermický W ln obj n R. konst. W t n R ln Q n R ln Izobarický / konst. W obj ( ) W 0 t Q n C ( ) + ( ) Q n C ( ) Izochorický / konst. Adiabatický Q 0. κ konst. W obj W obj W 0 ) obj n C ( ) n R κ W t W t n C W ( κ ( ) t W obj κ Poissonova konstanta (izoentroický exonent) ; κ C /C > Q n C ( ) Q n C ( ) ( ) Q 0 3. ermodynamika FS ČU v Praze 5
26 Odvození A. Izobarický děj. Izobarický děj konst. d 0. Objemová ráce W obj d W obj ( ) 3. echnická ráce d 4. Sdílené telo W t W 0 Q du + d Q n C d + d U n C du n C d } t Q n C ( ) + ( ) Q dh d Q dh Q dh n C d H n C dh n C d } Q n C ( ) 3. ermodynamika FS ČU v Praze 6
27 3. ermodynamika FS ČU v Praze 7 B. Izotermický děj. Izotermický děj konst. d 0. SRIP R n R n ; R n 3. Objemová ráce ln R n d R n d W W obj obj ln R n 4. echnická ráce ln ln ln R n R n R n d R n d W W t t
28 5. Sdílené telo Q du + d U du + W obj n C du n C d } Q n C d + Wobj Wobj Q dh H d dh + W t n C dh n C d } t t Q n C d + W W Q W obj W t Q W obj W t n R ln n R ln 3. ermodynamika FS ČU v Praze 8
29 Příklad Stanovte technickou ráci otřebnou ři: a) izotermické komresi b) adiabatické komresi vzduchu o telotě 0 C a tlaku 00 kpa a hmotnostního růtoku kg/s na tlak 800 kpa. Dále stanovte množství sdíleného tela. Při výočtu ředokládejte ideální chování vzduchu a vratné děje. zduch: % mol. O, 79 % mol. N Molové hmotnosti: M O 3 kg/kmol, M N 8 kg/kmol Poissonova konstanta: vzduch κ,4 3. ermodynamika FS ČU v Praze 9
30 Nevratné děje Práce ři nevratném ději Postu:. Práce ři vratném ději ýočet ráce vratného děje, jehož očátek a konec je totožný s očátkem a koncem nevratného děje. Práce ři nevratném ději soustava koná ráci w > 0 w nevratny _ dej η wvratny _ dej ráce vratného děje > ráce nevratného děje soustava řijímá ráci w < 0 w nevratny _ dej w vratny _ dej η ráce vratného děje < ráce nevratného děje 3. ermodynamika FS ČU v Praze 30
31 Rozbor možnosti řeměny tela v mechanickou energii Pro trvalou řeměnu tela v mechanickou energii je otřeba teelného stroje res. teelného motoru, v kterém robíhá kruhový děj. Aby se řeměnou teelné energie získávala mechanická energie musí mít telo možnost řecházet z telejšího tělesa (zdroje tela) na chladnější těleso (jímač tela). zn., že jsou otřeba minimálně dva teelné zásobníky o různé telotě. Práci koná ouze část tela řijatého od teelného zásobníku (zdroje tela). Zbylou část tela řijatého od telejšího zásobníku odevzdá racovní látka chladnějšímu zásobníku (jímači tela). Z toho lyne, že teelná účinnost každého teelného stroje je vždy <. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 3
32 Příklad: arní elektrárna ČEZ elektrárna Počerady ČEZ elektrárna Dětmarovice ČEZ elektrárna Hodonín Elektrárna Oatovice kotel turbína el.e. kondenzátor (chl.v.) yto oznatky zevšeobecňuje. věta termodynamická. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 3
33 3.3.5 Postulát.. věta termodynamická Příklad: Kolo v ložiskách. Roztočení kola kinetická energie disiace energie v ložiskách v telo. Ohřátí ložiska roztočení kola????? NE Proč NE? když je to v souladu s. větou termodynamickou???. věta td. oskytuje z energetického hlediska informace o tom, které děje by mohly nastat (odle věty jsou možné ouze ty děje, ři nichž celková energie všech těles tvořících soustavu a účastnících se děje se nemění), ale nedává informace o tom, zda daný děj oravdu může roběhnout ty oskytuje. věta td.. věta td. umožňuje rozhodnout, který děj, z hlediska. věty td. rinciiálně možný, roběhne samovolně, tj. bez dodání ráce zvnějšku. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 33
34 . věta termodynamická A. Slovní formulace Clausiusova formulace elo nemůže samovolně řecházet ze soustavy o nižší telotě do soustavy o vyšší telotě. homsonova formulace Nelze sestrojit cyklicky racující stroj, který by trvale ouze odebíral telo z teelného zásobníku a ři téže telotě veškeré toto odebrané telo měnil na mechanickou energii. B. Matematická formulace Entroie Q ds ratné a nevratné adiabatické děje res. ro jednotkové látkové množství ds q Q Q ds 0 S 0 3. ermodynamika FS ČU v Praze 34
35 A. Slovní formulace. věty td. Clausiusova formulace elo nemůže samovolně řecházet ze soustavy o nižší telotě do soustavy o vyšší telotě. Klíčové slovo: samovolně Příklad: eelné čeradlo Herbertov yužívá vnitřní energie ltavy k vytáění objektu ale nikoli samovolně ouze o dodání ráce zvnějšku. šechny druhy energie lze řevést bez omezení na energii teelnou, avšak teelnou energii lze na ostatní druhy energie řevádět jen s jistými omezeními. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 35
36 homsonova formulace Zdroj tela Nelze sestrojit cyklicky racující stroj, který by trvale ouze odebíral telo z teelného zásobníku a ři téže telotě veškeré toto odebrané telo měnil na mechanickou energii. Stroj Jímač tela W t důležitý oznatek ro konstrukci teelných strojů Každý teelný motor musí racovat mezi dvěma zásobníky tela. Ze zásobníku o vyšší telotě odebírá teelnou energii. Část odebrané energie řemění v ráci. Zbytek odebrané energie odvádí do zásobníku o nižší telotě. Nelze tedy veškerou odebranou teelnou energii řeměnit beze zbytku v ráci. stroj, který by toto dělal: eretuum mobile II. druhu Nelze sestrojit eretuum mobile II. druhu. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 36
37 B. Matematická formulace. věty td. Pro matematické vyjádření. věty Clausius formuloval novou termodynamickou funkci a nazval ji entroie: Diferenciální forma Integrální forma - změna ze stavu do stavu ds Q Q S S S ds res. ro jednotkové látkové množství q q ds s s s ds Entroie S stavová veličina extenzívní a aditivní Pozn. Oět nelze určit absolutní hodnotu, ale ouze změny ; oět nevadí. S, s entroie Q, q sdělené telo mezi soustavou a teelným zásobníkem (okolím) telota soustavy a zásobníku 3. ermodynamika FS ČU v Praze 37
38 ratné a nevratné adiabatické děje ds Q/ 0 A. ratné adiabatické děje Q konst. Q 0 ds Q/ 0 S 0 Při vratném adiabatickém ději se entroie soustavy nemění a zůstává konstantní S 0. ratný adiabatický děj se nazývá děj izoentroický. B. Nevratné adiabatické děje Jakýkoliv nevratný děj nahradit jedním nebo několika libovolnými vratnými ději. Při nevratném ději vzniká v soustavě disiací (třením) telo Q disi. ds Q nevratný Q vratný _ náhradní Q + disi S Q nevratný Q vratný _ náhradní + Q disi S vratný _ náhradní Příklad: ratný adiabatický děj S vratný 0 Disiace Q disi > 0 S disiace > 0 S nevratný S Q vratný _ náhradní disi vratný _ náhradní + Sdisi + Sdisi > 0 Q + S disi 3. ermodynamika FS ČU v Praze 38
39 Odvození: Nevratné děje Entroie stavová veličina oho využijeme: změna závisí ouze na očátečním a konečném stavu, nikoli na zůsobu (cestě) řechodu mezi stavy. Jestliže změna závisí ouze na očátečním a koncovém stavu, lze jakýkoliv nevratný děj nahradit jedním nebo několika libovolnými vratnými ději. Jediná odmínka: Počáteční a konečný stav nevratného děje i náhradního vratného děje musí být totožné.. Při nevratném ději vzniká v soustavě disiací (třením) telo Q disi (Q disi >0 viz dohoda). 3. Diferenciální změna entroie v soustavě ři nevratném ději ds Q nevratný Q vratný _ náhradní Q + disi 3. ermodynamika FS ČU v Praze 39
40 4. Změna entroie mezi stavy a v soustavě ři nevratném ději S Q nevratný Q vratný _ náhradní + Q disi S vratný _ náhradní + S S vratný náhr změna entroie vlivem výměny tela mezi soustavou a okolím během náhradního vratného děje S disi > S vratný náhr < 0 změna entroie vlivem disiačních rocesů uvnitř soustavy ± odle toho, zda se telo soustavě z okolí řivádí nebo odvádí S disi > 0 změna entroie vlivem disiačních rocesů uvnitř soustavy Nevratný adiabatický děj ratný náhr vratný adiabatický Q vratný náhr 0 S vratný náhr 0 Disiace uvolnění tela uvnitř Q disiace > 0 S disiace > 0 Nevratný děj nevratný adiabatický S nevratný S vratný + S disiace > 0 disi 3. ermodynamika FS ČU v Praze 40
41 Sojená formulace. a. věty td.. věta td.. tvar. tvar Q du +.d Q dh.d. věta td. Q.dS sojená formulace.ds du +.d.ds dh.d. a. věty res. ro jednotkové látkové množství.ds du +.dv.ds dh v.d oužití: výočty td. veličin omocí měřitelných veličin 3. ermodynamika FS ČU v Praze 4
42 Kvíz: Kdy latí Kdy latí dh ds? du ds? A. Izotermický děj B. Izobarický děj C. Izochorický děj D. Adiabatický děj A. Izotermický děj B. Izobarický děj C. Izochorický děj D. Adiabatický děj Kdy latí ds 0? A. Izotermický děj B. Izobarický děj C. Izochorický děj D. Adiabatický děj 3. ermodynamika FS ČU v Praze 4
43 Řešení: Kdy latí dh ds? Q dh d ds dh d 0 konst. Kdy latí du ds? Q du + d ds du d 0 konst. Kdy latí ds 0? ds Q dq 0 Q konst. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 43
44 3. ermodynamika FS ČU v Praze 44 Alikace. věty td. na ideální lyny Děj Změna entroie Izotermický ln ln R n R n S Izobarický ln ln ln ln ln C n R n C n R n C n S + + Izochorický ln ln ln R n C n C n S Adiabatický 0 S
45 Odvození Izotermický děj. Izotermický děj konst. d 0. SRIP n R n R ; n R 3.. věta td. a. tvar.věty td. ds du + d du + d du d n C d d ds + + SRIP n R d / nutno nahradit funkcí, aby bylo možné integrovat n R n R ds d d n R S d n R ln n R ln 3. ermodynamika FS ČU v Praze 45
46 4.. věta td. a. tvar.věty td. ds dh d ds dh d dh d n C d d d SRIP n R n R n R ds d d n R S d n R ln n R ln n R ln 3. ermodynamika FS ČU v Praze 46
47 Příklad yočtěte změnu entroie ři a) vratné izotermické komresi b) vratné adiabatické komresi vzduchu o telotě 0 C a tlaku 00 kpa a hmotnostního růtoku kg/s na tlak 800 kpa. Při výočtu ředokládejte ideální chování vzduchu. zduch: % mol. O, 79 % mol. N Molové hmotnosti: M O 3 kg/kmol, M N 8 kg/kmol 3. ermodynamika FS ČU v Praze 47
48 3.3.6 Postulát I. 3. věta termodynamická Planckova formulace Entroie čisté fáze se s klesající telotou blíží nule. lim 0 S 0 na základě 3. věty td. lze očítat absolutní hodnotu entroie ro rvky a sloučeniny Konečným očtem oerací nelze ochladit látky na telotu 0 K. 3. ermodynamika FS ČU v Praze 48
49 3.4 Další termodynamické funkce volná energie a volná entalie Objemová ráce Při rozboru. věty td. byla zavedena objemová ráce. řadě fyzikálních a chemických dějů (nař. chemická reakce, rozouštění, řeměna CHE EE v galvanickém článku) nás tento druh ráce nezajímá. Zajímá nás: za jakých odmínek může být daný systém užitečný jakou tzv. užitečnou ráci (kterákoliv ráce kromě ráce objemové) může vykonat. Užitečná ráce Pro stanovení této užitečné ráce slouží další dvě termodynamické stavové funkce, které lze odvodit ze sojené formulace. a. věty td. Nové termodynamické stavové funkce A. olná energie (Helmholtzova energie) A definice: A U.S a u.s interretace: vnitřní energii U je možno rozdělit na volnou energii A, kterou soustava může řeměnit na ráci a odevzdat do okolí a na vázanou energii.s, která je ři dané telotě vázaná a nevyužitelná B. olná entalie (Gibbsova energie) G definice: G H.S g h.s interretace: entalii H je možno rozdělit na volnou entalii G, kterou soustava může řeměnit na ráci a odevzdat do okolí a na vázanou energii.s, která je ři dané telotě vázaná a nevyužitelná 3. ermodynamika FS ČU v Praze 49
50 3.5 Kritérium uskutečnitelnosti samovolně robíhajícího děje. věta td. umožňuje rozhodnout o uskutečnitelnosti děje lze odvodit: A. Adiabaticky izolovaná soustava v adiabaticky izolované soustavě bude tento děj robíhat samovolně okud S 0 0 vratný děj > 0 nevratný děj B. Izotermicko izochorický děj v soustavě, v které robíhá izotermicko izochorický děj, bude tento děj robíhat samovolně okud A 0 0 vratný děj < 0 nevratný děj C. Izotermicko izobarický děj v soustavě, v které robíhá izotermicko izobarický děj, bude tento děj robíhat samovolně okud G 0 0 vratný děj < 0 nevratný děj yužitelnost: nař. osouzení uskutečnitelnosti dějů, chemických reakcí 3. ermodynamika FS ČU v Praze 50
51 3.6 Chemická termodynamika (termochemie) chemická termodynamika alikace základních rinciů termodynamiky v soustavách, v kterých robíhají fyzikální děje (nař. fázové změny), fyzikálněchemické děje (nař. rozouštění) a chemické děje (nař. chemické reakce). A. elo skuenských fázových řeměn výarné telo, sublimační telo, telo tuhnutí, telo olymorfních řeměn viz kaitola Fázové rovnováhy B. elo zřeďovací a rozouštěcí C. elo ři chemických reakcích reakční telo (salné telo) viz kaitola Soustavy s chemickou reakcí 3. ermodynamika FS ČU v Praze 5
52 B. elo rozouštěcí a zřeďovací B. elo rozouštěcí H roz telo, které soustava vymění s okolím ři rozouštění látky ři konst. a konst. ro většinu látek H roz > 0 tj. řenos tela z okolí do soustavy tj. telo se ohlcuje (v adiabaticky izolované soustavě dle. věty td. okles teloty) ; PROČ? nutno dodat energii ro rozrušení krystalové mřížky a uvolnění částic. v některých říadech (nař. rozouštění NaOH ve vodě) H roz < 0 tj. řenos tela ze soustavy do okolí tj. telo se uvolňuje (v adiabaticky izolované soustavě dle. věty td. vzrůst teloty); PROČ? solvatace iontů (rozštěení molekuly rozouštěné látky molekulami rozouštědla) B. elo zřeďovací H zřeďovací telo, které soustava vymění s okolím ři ředění roztoku látky o koncentraci c na koncentraci c ři konst. a konst. Příklad: Ředění kyselin Silně exotermní děj.!!!!!!!!!! Ředění kyselin ždy řidávat kyselinu do vody (roztoku), ale nikdy obráceně.!!!!!!!!!! 3. ermodynamika FS ČU v Praze 5
53 Příklad: Ředění kyselin Chem Resist Euroe (Akuma a.s. Mladá Boleslav) 3. ermodynamika FS ČU v Praze Radek
soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy
Soustava soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy Okolí Hraniční plocha Soustava Soustava Rozdělení podle vztahu
VíceFyzikální chemie. 1.2 Termodynamika
Fyzikální chemie. ermodynamika Mgr. Sylvie Pavloková Letní semestr 07/08 děj izotermický izobarický izochorický konstantní V ermodynamika rvní termodynamický zákon (zákon zachování energie): U Q + W izotermický
VíceCHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.
CHEMICKÁ ENERGETIKA Energetickou stránkou soustav a změnami v těchto soustavách se zabývá fyzikální disciplína termodynamika. Z široké oblasti obecné termodynamiky se chemická termodynamika zajímá o chemické
VíceTERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy
ERMODYNAMIKA. AXIOMAICKÁ ÝSABA KLASICKÉ D.. Základní ojmy Soustava (systém) je část rostoru od okolí oddělený stěnou uzavřená - stěna brání výměně hmoty mezi soustavou a okolím vers. otevřená (uzavřená
VíceTERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy
ERMODYNAMIKA. AXIOMAICKÁ ÝSABA KLASICKÉ D.. Základní ojmy Soustava (systém) je část rostoru od okolí oddělený stěnou uzavřená - stěna brání výměně hmoty mezi soustavou a okolím vers. otevřená (uzavřená
VíceFYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST
Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST KCH/P401 Ivo Nezbeda Ústí nad Labem 2013 1 Obor: Klíčová slova: Anotace: Toxikologie a analýza škodlivin, Chemie
VíceZáklady elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů
Základy elektrických ohonů, otelování,ochlazování motorů Určeno ro studenty kombinované formy FS, ředmětu Elektrotechnika II an Dudek únor 2007 Elektrický ohon Definice (dle ČSN 34 5170): Elektrický ohon
VíceTermodynamika ideálního plynu
Přednáška 5 Termodynamika ideálního lynu 5.1 Základní vztahy ro ideální lyn 5.1.1 nitřní energie ideálního lynu Alikujme nyní oznatky získané v ředchozím textu na nejjednodužší termodynamickou soustavu
VíceHYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR
HYDROPNEUMATICKÝ AKOÝ AKUMULÁTOR OSP 050 ŠEOBECNÉ INFORMACE ýočet hydroneumatického akumulátoru ZÁKLADNÍ INFORMACE Při výočtu hydroneumatického akumulátoru se vychází ze stavové změny lynu v akumulátoru.
VíceCvičení z termomechaniky Cvičení 5.
Příklad V komresoru je kontinuálně stlačován objemový tok vzduchu *m 3.s- + o telotě 0 * C+ a tlaku 0, *MPa+ na tlak 0,7 *MPa+. Vyočtěte objemový tok vzduchu vystuujícího z komresoru, jeho telotu a říkon
VíceSTRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ
I N E S I C E D O R O Z O J E Z D Ě L Á Á N Í SRUKURA A LASNOSI PLYNŮ. Ideální lyn ředstavuje model ideálního lynu, který často oužíváme k oisu různých dějů. Naříklad ozději ředokládáme, že všechny molekuly
VíceV následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.
8. Měření růtoků V následující tabulce jsou uvedeny jednotky ro objemový a hmotnostní růtok. Základní vztahy ro stacionární růtok Q M V t S w M V QV ρ ρ S w ρ t t kde V [ m 3 ] - objem t ( s ] - čas, S
VíceTermodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické
Termodynamika termodynamická teplota: Stavy hmoty jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické teploty trojného bodu vody (273,16 K = 0,01 o C). 0 o C = 273,15 K T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]=
VíceTermodynamika pro +EE1 a PEE
ermodynamika ro +EE a PEE Literatura: htt://home.zcu.cz/~nohac/vyuka.htm#ee [0] Zakladni omocny text rednasek Doc. Schejbala [] Pomocne texty ke cviceni [] Prednaska cislo 7 - Zaklady termodynamiky [3]
VíceV p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :
Jednoduché vratné děje ideálního lynu ) Děj izoter mický ( = ) Za ředokladu konstantní teloty se stavová rovnice ro zadané množství lynu změní na známý zákon Boylův-Mariottův, která říká, že součin tlaku
VíceProjekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje
Projekt realizoaný na SPŠ Noé Město nad Metují s finanční odorou Oeračním rogramu Vzděláání ro konkurenceschonost Králoéhradeckého kraje ermodynamika Ing. Jan Jemelík Ideální lyn: - ideálně stlačitelná
VíceTermodynamické základy ocelářských pochodů
29 3. Termodynamické základy ocelářských ochodů Termodynamika ůvodně vznikla jako vědní discilína zabývající se účinností teelných (arních) strojů. Později byly termodynamické zákony oužity ři studiu chemických
VíceÚloha č. 4 Kapacitní posouzení neřízené průsečné úrovňové křižovatky
Úloha č. 4 Kaacitní osouzení neřízené růsečné úrovňové křižovatky Pro zjednodušení budeme v úloze očítat s narosto symetrickým zatížením křižovatky, které by v raxi nastalo zřídka. Jelikož zatížení je
VíceGibbsova a Helmholtzova energie. Def. Gibbsovy energie G. Def. Helmholtzovy energie A
ibbsova a Helmholtzova energie Def. ibbsovy energie H Def. Helmholtzovy energie U, jsou efinovány omocí stavových funkcí jená se o stavové funkce. ibbsova energie charakterizuje rovnovážný stav (erzibilní
VíceFYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika
FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika ermodynamika jako vědní disciplína Základní zákony termodynamiky Práce, teplo a energie Vnitřní energie a entalpie Chemická termodynamika Definice termodynamiky
VíceIdeální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory
Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Vlastnosti ideálního plynu: Ideální plyn Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, epelné motory rozměry molekul jsou ve srovnání se střední
VíceTermodynamické zákony
Termodynamické zákony Makroskopická práce termodynamické soustavy Již jsme uvedli, že změna vnitřní energie soustavy je obecně vyvolána dvěma ději: tepelnou výměnou mezi soustavou a okolím a konáním práce
VíceVYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6
UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6 Entalická bilance výměníků tela Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 013 Tento studijní
VíceTermodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn
Termodynamika materiálů Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn Důležité konstanty Standartní podmínky Avogadrovo číslo N A = 6,023.10
VíceMol. fyz. a termodynamika
Molekulová fyzika pracuje na základě kinetické teorie látek a statistiky Termodynamika zkoumání tepelných jevů a strojů nezajímají nás jednotlivé částice Molekulová fyzika základem jsou: Látka kteréhokoli
VíceKvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)
Kvantová a statistická fyzika 2 (ermodynamika a statistická fyzika) ermodynamika ermodynamika se zabývá zkoumáním obecných vlastností makroskoických systémů v rovnováze, zákonitostmi makroskoických rocesů,
VíceIDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice
IDEÁLNÍ PLYN Stavová rovnice Ideální plyn ) rozměry molekul jsou zanedbatelné vzhledem k jejich vzdálenostem 2) molekuly plynu na sebe působí jen při vzájemných srážkách 3) všechny srážky jsou dokonale
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 2 TERMODYNAMIKA
YSOKÉ UČENÍ ECHNICKÉ BRNĚ FAKULA SAEBNÍ PAEL SCHAUER APLIKOANÁ FYZIKA MODUL ERMODYNAMIKA SUDIJNÍ OPORY PRO SUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOANOU FORMOU SUDIA Recenzoval: Prof. RNDr. omáš Ficker, CSc. Pavel Schauer,
VícePoznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.
Vnitřní energie U Vnitřní energie U je stavová veličina U = U (p, V, T), ale závisí pouze na teplotě (experiment Gay-Lussac / Joule) U = f(t) Pro měrnou vnitřní energii (tedy pro vnitřní energii jednoho
VíceTermodynamika pro +EE1
ermodynamka ro +EE Možné zůsoby výroby elektrcké energe v současnost: termodynamcká řeměna energe jaderného alva a salování foslních alv v mechanckou energ a následně elektrckou - jaderné a klascké teelné
VíceObrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1
Joule-Thomsonův jev Fyzikální raktikum z molekulové fyziky a termodynamiky Teoretický rozbor Entalie lynu Při Joule-Thomsonově jevu dochází k nevratné exanzi lynů do rostředí s nižším tlakem. Pro ilustraci
VíceZákladní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ
Tento materiál vznikl jako součást rojektu, který je solufinancován Evroským sociálním fondem a státním rozočtem ČR. Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ Technická univerzita v Liberci Technologie
VíceElektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy
Termodynamika a termodynamické oběhy Termodynamika Popisuje procesy, které zahrnují změny teploty, přeměny energie a vzájemný vztah mezi tepelnou energií a mechanickou prací Opakování fyziky Termodynamický
VíceTermodynamika. Děj, který není kvazistatický, se nazývá nestatický.
Termodynamika Zabývá se ději, při nichž se mění tepelná energie v jiné druhy energie (zejména mechanické). Studuje vlastnosti látek bez přihlédnutí k jejich mikrostruktuře. Je vystavěna na axiomech (0.,
VíceKRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2
Obsah KRUHOÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM Studijní text ro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku Přemysl Šedivý Základní ojmy ztahy užívané ři oisu kruhových dějů s ideálním lynem Přehled základních dějů v ideálním
VíceFyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy
Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy HMOTA A JEJÍ VLASTNOSTI POSTAVENÍ FYZIKÁLNÍ CHEMIE V PŘÍRODNÍCH VĚDÁCH HISTORIE FYZIKÁLNÍ CHEMIE ZÁKLADNÍ POJMY DEFINICE FORMY HMOTY Formy a nositelé hmoty
Více7. Fázové přeměny Separace
7. Fázové řeměny Searace Fáze Fázové rovnováhy Searace látek Evroský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti 7. Fázové řeměny Searace fáze - odlišitelný stav látky v systému; v určité
VíceElektroenergetika 1. Termodynamika
Elektroenergetika 1 Termodynamika Termodynamika Popisuje procesy, které zahrnují změny teploty, přeměny energie a vzájemný vztah mezi tepelnou energií a mechanickou prací Opakování fyziky Termodynamický
VíceVLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY
VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY Vlhký vzduch - vlhký vzduch je směsí suchého vzduchu a vodní áry okuující solečný objem - homogenní směs nastává okud je voda ve směsi v lynném stavu - heterogenní směs ve
Více5.7 Vlhkost vzduchu 5.7.5 Absolutní vlhkost 5.7.6 Poměrná vlhkost 5.7.7 Rosný bod 5.7.8 Složení vzduchu 5.7.9 Měření vlhkosti vzduchu
Fázové přechody 5.6.5 Fáze Fázové rozhraní 5.6.6 Gibbsovo pravidlo fází 5.6.7 Fázový přechod Fázový přechod prvního druhu Fázový přechod druhého druhu 5.6.7.1 Clausiova-Clapeyronova rovnice 5.6.8 Skupenství
VíceII. VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO
II. VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO 2.1 Vnitřní energie tělesa a) celková energie (termodynamické) soustavy E tvořena kinetickou energií E k jejího makroskopického pohybu jako celku potenciální energií
VíceKapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika
Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH II. Termodynamika Karel Berka Univerzita Palackého v Olomouci Katedra Fyzikální chemie karel.berka@upol.cz Termodynamika therme - teplo a dunamis - síla popis jak systémy
VíceBibliografický popis elektronických publikací v síti knihoven ČR
Bibliografický ois elektronických ublikací v síti knihoven ČR Edita Lichtenbergová, Marie Balíková, Ludmila Benešová, Jarmila Přibylová, Jaroslava Svobodová Publikace vznikla na základě úkolu řešeného
VíceZÁKLADNÍ POZNATKY MOLEKULOVÉ FYZIKY A TERMIKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - 2. ročník - Molekulová fyzika a termika
ZÁKLADNÍ POZNATKY MOLEKULOVÉ FYZIKY A TERMIKY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - 2. ročník - Molekulová fyzika a termika Částicová struktura látek Látky jakéhokoli skupenství se skládají z částic Částicemi jsou
VíceZkoušení a dimenzování chladicích stropů
Větrání klimatizace Ing. Vladimír ZMRHAL, Ph.D. ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav techniky rostředí Zkoušení a dimenzování chladicích stroů Ústav techniky rostředí Chilled Ceilings Testing and Dimensioning
VíceTeplovzdušné motory motory budoucnosti
Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra energetiky Telovzdušné motory motory budoucnosti Text byl vyracován s odorou rojektu CZ.1.07/1.1.00/08.0010 Inovace odborného vzdělávání
VíceKontrolní otázky k 1. přednášce z TM
Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM 1. Jak závisí hodnota izobarického součinitele objemové roztažnosti ideálního plynu na teplotě a jak na tlaku? Odvoďte. 2. Jak závisí hodnota izochorického součinitele
VíceZákladem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:
Molekulová fyzika zkoumá vlastnosti látek na základě jejich vnitřní struktury, pohybu a vzájemného působení částic, ze kterých se látky skládají. Termodynamika se zabývá zákony přeměny různých forem energie
Více1.4. II. věta termodynamiky
... věta termodynamiky Slovní formulace: homsonova formulace: Nelze sestrojit periodicky pracující stroj, který by konal práci, přičemž by ochlazoval jediné těleso, jehož teplota by byla všude stejná,
VíceVýpočty za použití zákonů pro ideální plyn
ýočty za oužití zákonů ro ideální lyn Látka v lynné stavu je tvořena volnýi atoy(onoatoickýi olekulai), ionty nebo olekulai. Ideální lyn- olekuly na sebe neůsobí žádnýi silai, jejich obje je ve srovnání
VíceÚVOD DO TERMODYNAMIKY
ÚVOD DO TERMODYNAMIKY Termodynamika: Nauka o obecných zákonitostech, kterými se se řídí transformace CELKOVÉ energie makroskopických systémů v její různé formy. Je založena na výsledcích experimentílních
VíceII. MOLEKULOVÁ FYZIKA 1. Základy termodynamiky IV
II. MOLEKLOÁ FYZIKA 1. Základy termodynamiky I 1 Obsah Princi maxima entroie. Minimum vnitřní energie. D otenciály vnitřní energie entalie volná energie a Gibbsova energie a jejich názorný význam ři některých
VíceAGENDA. převody jednotek koncentrace ředení osmolarita, osmotický tlak
AGENDA převody jednotek koncentrace ředení osmolarita, osmotický tlak PŘEVODY JEDNOTEK jednotky I. základní Fyzikální veličina Jednotka Značka Délka l metr m Hmotnost m kilogram kg Čas t sekunda s Termodynamická
VíceKruhový děj s plynem
.. Kruhový děj s lynem Předoklady: 0 Chceme využít skutečnost, že lyn koná ři rozínání ráci, na konstrukci motoru. Nejjednodušší možnost: Pustíme nafouknutý balónek. Balónek se vyfukuje, vytlačuje vzduch
VíceCHEMICKÁ ROVNOVÁHA PRINCIP MOBILNÍ (DYNAMICKÉ) ROVNOVÁHY
CHEMICKÁ ROVNOVÁHA PRINCIP MOBILNÍ (DYNAMICKÉ) ROVNOVÁHY V reakční kinetice jsme si ukázali, že zvratné reakce jsou charakterizovány tím, že probíhají současně oběma směry, tj. od výchozích látek k produktům
Více2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi
1. ZÁKLADNÍ POJMY 1.1 Systém a okolí 1.2 Vlastnosti systému 1.3 Vybrané základní veličiny 1.3.1 Množství 1.3.2 Délka 1.3.2 Délka 1.4 Vybrané odvozené veličiny 1.4.1 Objem 1.4.2 Hustota 1.4.3 Tlak 1.4.4
VíceTermodynamika a živé systémy. Helena Uhrová
Termodynamika a živé systémy Helena Uhrová Základní pojmy termodynamiky soustava izolovaná otevřená okolí vlastnosti soustavy znaky popisující soustavu stav rovnováhy tok m či E =0 funkce stavu - soubor
VíceMolekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů
Molekulová fyzika a termika Přehled základních pojmů Kinetická teorie látek Vychází ze tří experimentálně ověřených poznatků: 1) Látky se skládají z částic - molekul, atomů nebo iontů, mezi nimiž jsou
VíceTermomechanika 3. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK
ermomechanika 3. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK Upozornění: ato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím
VíceDodatkové příklady k předmětu Termika a Molekulová Fyzika. Dr. Petr Jizba. II. princip termodamický a jeho aplikace
Dodatkové říklady k ředmětu Termika a Molekulová Fyika Dr Petr Jiba II rinci termodamický a jeho alikace Pfaffovy formy a exaktní diferenciály Příklad 1: Určete která následujících 1-forem je exaktním
VícePŘEVODY JEDNOTEK. jednotky " 1. základní
PŘEVODY JEDNOTEK jednotky 1. základní Fyzikální veličina Jednotka Značka Délka l metr m Hmotnost m kilogram kg Čas t sekunda s Termodynamická teplota T kelvin K Látkové množství n mol mol Elektrický proud
Více1. Látkové soustavy, složení soustav
, složení soustav 1 , složení soustav 1. Základní pojmy 1.1 Hmota 1.2 Látky 1.3 Pole 1.4 Soustava 1.5 Fáze a fázové přeměny 1.6 Stavové veličiny 1.7 Složka 2. Hmotnost a látkové množství 3. Složení látkových
VíceDodatkové příklady k předmětu Termika a Molekulová Fyzika. Dr. Petr Jizba. II. princip termodamický a jeho aplikace
Dodatkové říklady k ředmětu Termika a Molekulová Fyika Dr Petr Jiba II rinci termodamický a jeho alikace Pfaffovy formy a exaktní diferenciály Příklad 1: Určete která následujících 1-forem je exaktním
VíceZÁKLADNÍ TERMODYNAMICKÉ VELIČINY A JEJICH MĚŘENÍ
ZÁKLADNÍ TERMODYNAMICKÉ VELIČINY A JEJICH MĚŘENÍ Pavel Svoboda Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra fyziky kondenzovaných látek, Ke Karlovu 5, 121 16 Praha 2 Poděkování: Práce
Vícemetoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.
Přednáška 1 Úvod Při studiu tepelných vlastností látek a jevů probíhajících při tepelné výměně budeme používat dvě různé metody zkoumání: termodynamickou a statistickou. Termodynamická metoda je základem
VíceDruhá věta termodynamiky
Druhá věta termoynamiky cience owes more to the steam engine than the steam engine owes to cience. Lawrence J. Henerson (97) Nicolas R. ai arnot 796 83 William homson, lor Kelvin 84 907 Ruolf J.E. lausius
Více7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.
7. Měření dutých objemů omocí komrese lynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol : Určete objem skleněné láhve s kohoutem komresí lynu. Pomůcky Měřený objem (láhev s kohoutem), seciální lynová byreta
VíceFYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn
Zěny skuenství látek Pevná látka Kaalina Plyn soustava velkého očtu částic Má-li soustava v rovnovážné stavu ve všech částech stejné fyzikální a cheické vlastnosti (stejnou hustotu, stejnou strukturu a
VícePLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník
PLYNNÉ LÁTKY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník Ideální plyn Po molekulách ideálního plynu požadujeme: 1.Rozměry molekul ideálního plynu jsou ve srovnání se střední vzdáleností molekul
VíceDigitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.
Digitální učební materiál Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0802 Název projektu Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím
VíceTermodynamika 2. UJOP Hostivař 2014
Termodynamika 2 UJOP Hostivař 2014 Skupenské teplo tání/tuhnutí je (celkové) teplo, které přijme pevná látka při přechodu na kapalinu během tání nebo naopak Značka Veličina Lt J Nedochází při něm ke změně
VíceTermomechanika. Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK
ermomechanika. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK Upozornění: ato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím citovaných
VíceTermomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček
Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček Upozornění: Tato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím
VíceTeplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova
1 Rozložení, distribuce tepla Teplota je charakteristika tepelného stavu hmoty je to stavová veličina, charakterizující termodynamickou rovnováhu systému. Teplo vyjadřuje kinetickou energii částic. Teplota
Více4 Ztráty tlaku v trubce s výplní
4 Ztráty tlaku v trubce s výlní Miloslav Ludvík, Milan Jahoda I Základní vztahy a definice Proudění kaaliny či lynu nehybnou vrstvou částic má řadu alikací v chemické technologii. Částice tvořící vrstvu
VíceTermodynamika 1. UJOP Hostivař 2014
Termodynamika 1 UJOP Hostivař 2014 Termodynamika Zabývá se tepelnými ději obecně. Existují 3 termodynamické zákony: 1. Celkové množství energie (všech druhů) izolované soustavy zůstává zachováno. 2. Teplo
VíceCvičení z termodynamiky a statistické fyziky
Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky 1 Matematické základy 1 Parciální derivace Necht F(x,y = xe x2 +y 2 Sočtěte F x, F y, 2 Úlný diferenciál I Bud 2 F x 2, 2 F x y, dω = A(x,ydx + B(x,ydy 2 F
VíceTERMIKA VIII. Joule uv a Thompson uv pokus pro reálné plyny
TERMIKA VIII Maxwellova rovnovážná rozdělovací funkce rychlostí Joule uv a Thomson uv okus ro reálné lyny 1 Maxwellova rovnovážná rozdělovací funkce rychlostí Maxwellova rychlostní rozdělovací funkce se
VíceStavová rovnice. Ve stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní parametry Y i
ermodynamický ostulát: Stavová rovnice e stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní arametry Y i určeny jako funkce všech vnějších arametrů X j a teloty Y i f
VíceDo známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu.
Podmínky pro získání zápočtu a zkoušky z předmětu Chemicko-inženýrská termodynamika pro zpracování ropy Zápočet je udělen, pokud student splní zápočtový test alespoň na 50 %. Zápočtový test obsahuje 3
VíceCvičení z termomechaniky Cvičení 3.
Příklad 1 1kg plynu při izobarickém ohřevu o 710 [ C] z teploty 40[ C] vykonal práci 184,5 [kj.kg -1 ]. Vypočítejte molovou hmotnost plynu, množství přivedeného tepla a změnu vnitřní energie ΔT = 710 [K]
VíceZákony ideálního plynu
5.2Zákony ideálního plynu 5.1.1 Ideální plyn 5.1.2 Avogadrův zákon 5.1.3 Normální podmínky 5.1.4 Boyleův-Mariottův zákon Izoterma 5.1.5 Gay-Lussacův zákon 5.1.6 Charlesův zákon 5.1.7 Poissonův zákon 5.1.8
VíceTepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti
Tepelná vodivost teplo přenesené za čas dt: T 1 > T z T 1 S tepelný tok střední volná dráha T součinitel tepelné vodivosti střední rychlost Tepelná vodivost součinitel tepelné vodivosti při T = 300 K součinitel
VícePlynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály
Plynoé turbíny Plynoá turbína je teeý stroj řeměňujíí teeou energie obsaženou raoní láte q roházejíí motorem na energii mehanikou a t (obr.). Praoní látkou je zduh, resektie saliny, které se ytářejí teeém
VíceCvičení z termomechaniky Cvičení 5.
Příklad V kompresoru je kotiuálě stlačová objemový tok vzduchu [m 3.s- ] o teplotě 20 [ C] a tlaku 0, [MPa] a tlak 0,7 [MPa]. Vypočtěte objemový tok vzduchu vystupujícího z kompresoru, jeho teplotu a příko
Více2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?
2.6.7 Fázový diagram Předoklady: 2606 Př. 1: Poiš děje zakreslené v diagramu křivky syté áry. Za jakých odmínek mohou roběhnout? 4 2 1 3 1) Sytá ára je za stálého tlaku zahřívána. Zvětšuje svůj objem a
VíceCvičení: APLIKOVANÁ BIOKLIMATOLOGIE. Ing. Petr Hlavinka, Ph.D. Dveře č. N5068 (tel.: 3090) phlavinka@centrum.cz
Cvičení: APLIKOVANÁ BIOKLIMATOLOGIE Ing. Petr Hlavinka, Ph.D. Dveře č. N5068 (tel.: 3090) phlavinka@centrum.cz Zápočet: -Docházka na cvičení (max. 2 absence) -Vyřešit 3 samostatné úkoly Meteorologická
VíceFyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013
Fyzikální chemie Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302 14. února 2013 Co je fyzikální chemie? Co je fyzikální chemie? makroskopický přístup: (klasická) termodynamika nerovnovážná
VíceIDEÁLNÍ PLYN 14. TEPELNÉ STROJE, PRVNÍ A DRUHÝ TERMODYNAMICKÝ ZÁKON
IDEÁLNÍ PLYN 14. TEPELNÉ STROJE, PRVNÍ A DRUHÝ TERMODYNAMICKÝ ZÁKON Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o. TEPELNÝ STROJ Tepelný stroj je stroj, který pracuje na základě prvního termodynamického
VíceŘešené úlohy ze statistické fyziky a termodynamiky
Řešené úlohy ze statistické fyziky a termodynamiky Statistická fyzika. Uvažujme dvouhladinový systém, např. atom s celkovým momentem hybnosti h v magnetickém ) ) poli. Bázové stavy označme = a =, první
VíceVeličiny- základní N A. Látkové množství je dáno podílem N částic v systému a Avogadrovy konstanty NA
YCHS, XCHS I. Úvod: plán přednášek a cvičení, podmínky udělení zápočtu a zkoušky. Základní pojmy: jednotky a veličiny, základy chemie. Stavba atomu a chemická vazba. Skupenství látek, chemické reakce,
VíceFyzikální chemie VŠCHT PRAHA. bakalářský kurz. Prof. Ing. Josef Novák, CSc. a kolektiv. (2. listopadu 2008)
Fyzikální chemie bakalářský kurz Prof. Ing. Josef Novák, CSc. a kolektiv (2. listopadu 2008) VŠCHT PRAHA Tato skripta jsou určena pro posluchače bakalářského kurzu Fyzikální chemie na VŠCHT v Praze. Obsahují
VícePřednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno
Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno JAMES WATT 19.1.1736-19.8.1819 Termodynamika principy, které vládnou přírodě Obsah přednášky Vysvětlení základních
VíceVUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov
Termo realizaci inovovaných technicko-ekonomických VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízen zení budov Vodní ára - VP Vaříme a dodáváme vodní áru VP: mokrou, suchou, sytou, řehřátou nízkotlakou, středotlakou
VíceTERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky
FSI VUT Brně, Energetický ústa Odbor termomechaniky a techniky rostředí rof. Ing. Milan Paelek, CSc. TERMOMECHANIKA 4. Prní zákon termodynamiky OSNOVA 4. KAPITOLY. forma I. zákona termodynamiky Objemoá
VíceTÉMA: Molekulová fyzika a tepelné děje v plynech VNITŘNÍ ENERGIE TĚLESA
U.. vnitřní energie tělesa ( termodynamické soustavy) je celková kinetická energie neuspořádaně se pohybujících částic tělesa ( molekul, atomů, iontů) a celková potenciální energie vzájemné polohy těchto
VíceTeplo, práce a 1. věta termodynamiky
eplo, práce a. věta termodynamiky eplo ( tepelná energie) Nyní již víme, že látka (plyn) s vyšší teplotou obsahuje částice (molekuly), které se pohybují s vyššími rychlostmi a můžeme posoudit, co se stane
VíceTepelně technické posouzení plochých střešních konstrukcí a jejich návrh se započítáním vlivu vlhkosti materiálů
Státní doktorská zkouška Pojednání: Teelně technické osouzení lochých střešních konstrukcí a jejich návrh se zaočítáním vlivu vlhkosti materiálů Vyracoval: Ing. Ondřej Fuciman Vědní obor: 36-06-9 Teorie
Více