TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Podobné dokumenty
TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

Termodynamika ideálního plynu

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

III. Základy termodynamiky

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Termodynamické základy ocelářských pochodů

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

VY_32_INOVACE_G 21 11

TERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky

Termodynamika pro +EE1 a PEE

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Gibbsova a Helmholtzova energie. Def. Gibbsovy energie G. Def. Helmholtzovy energie A

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

Kruhový děj s plynem

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Druhá věta termodynamiky

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

Mol. fyz. a termodynamika

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 2 TERMODYNAMIKA

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

1. Ukazatele primární: - jsou přímo zjišťované, neodvozené - např. stav zásob, počet pracovníků k , atd.

Termodynamické zákony

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

KATEDRA VOZIDEL A MOTORŮ. Skutečné oběhy PSM #6/14. Karel Páv

1.4. II. věta termodynamiky

Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)

Stavová rovnice. Ve stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní parametry Y i

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.

SIMULACE STAVOVÝCH ZMĚN IDEÁLNÍHO PLYNU

9. Struktura a vlastnosti plynů

II. MOLEKULOVÁ FYZIKA 1. Základy termodynamiky IV

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika

Zákony ideálního plynu

TERMIKA VIII. Joule uv a Thompson uv pokus pro reálné plyny

Úloha č.1: Stanovení Jouleova-Thomsonova koeficientu reálného plynu - statistické zpracování dat

Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn

IDEÁLNÍ PLYN II. Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

KATEDRA VOZIDEL A MOTOR. Skute né ob hy PSM #6/14. Karel Páv

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Termodynamika. Děj, který není kvazistatický, se nazývá nestatický.

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Do známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu.

Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Stanislav Labík. Ústav fyzikální chemie V CHT Praha budova A, 3. patro u zadního vchodu, místnost

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Výsledky úloh. Obsah KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku

Termochemie { práce. Práce: W = s F nebo W = F ds. Objemová práce (p vn = vnìj¹í tlak): W = p vn dv. Vratný dìj: p = p vn (ze stavové rovnice) W =

Vnitřní energie Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Termodynamika pro +EE1

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

FYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

, kde J [mol.m -2.s -1 ] je difuzní tok, D [m 2.s -1 ] je celkový

Termodynamika - Formy energie

T0 Teplo a jeho měření

VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Pokud světlo prochází prostředím, pak v důsledku elektromagnetické interakce s částicemi obsaženými

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy

Obrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1

přednáška č. 6 Elektrárny B1M15ENY Tepelné oběhy: Stavové změny Typy oběhů Možnosti zvýšení účinnosti Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

- pro oblast podtlaku

Molekulová fyzika a termodynamika

Fyzikální chemie 1: Termodynamika Sylabus přednášky

F6040 Termodynamika a statistická fyzika

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Termodynamika. 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

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

Termomechanika 4. přednáška

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.

Nultá věta termodynamická

Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Termodynamické zákony

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství. ENERGETICKÉ HOSPODÁŘSTVÍ studijní opora.

Tepelná 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

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

7. Fázové přeměny Separace

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie( 1

Transkript:

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 i otevřená soustava může vyměňovat energii s okolím) izolovaná stěna brání výměně energie i hmoty s okolím teelně izolovaná soustava = adiabatiká nevyměňuje telo s okolím Fáze část soustavy, ve které jsou její vlastnosti konstantní nebo se mění lynule. Fázové rozhraní - vlastnosti soustavy se změní skokem. Soustava homogenní - obsahuje ouze jednu fázi vers. heterogenní ermodynamiký děj - řehod soustavy z jednoho stavu do druhého. Děj reverzibilní = vratný - soustava rohází velkým očtem stavovýh změn tak, že malé změně okolí odovídá malá změna soustavy, soustava a okolí jsou stále v rovnováze. Reverzibilní děj lze kdykoliv zastavit a soustavu vrátit zět do ůvodního stavu dějem oačným. ireverzibilní = nevratný - velké změně okolí odovídá velká změna systému. Soustavu lze vrátit do výhozího stavu, ale nelze to uskutečnit dějem řesně oačným.

Děj izotermiký konstantní telota izobariký - konstantní tlak izohoriký - konstantní objem adiabatiký - nedohází k výměně tela mezi soustavou a okolím eličina extenzivní - závisí na velikosti soustavy, nař. hmotnost, objem, energie,.. je aditivní, nař. m = m + m. vers. intenzivní - nař. tlak, telota,.. Převod extenzivní veličiny X na intenzivní molární X m = X/n měrná = seifiká X s = X/m (výjimka seifiká vodivost) Stavová veličina, stavová funke (funke stavovýh veličin) - oisují stav soustavy X - elková (měřitelná) změna stavové funke X dx úlný (totální) difereniál funke X, infinitesimální změna X. ztah mezi X a dx : koneč X = dx = X oč koneč. X oč. X ři kruhovém ději: X = d X = definie stavové funke Axiom - tvrzení, která jsou ve shodě s naší zkušeností, ovšem nelze je dokázat.

.. I. věta termodynamiky Slovní formulae () Probíhá-li v izolovaném systému jakýkoliv děj, je elková energie systému konstantní. () Probíhá-li v uzavřeném systému děj sojený s výměnou energie mezi systémem a okolím, ak změna energie systému je až na znaménko stejná jako změna energie okolí. (3) Nelze sestrojit eretum mobile I. druhu, tedy stroj, který by konal rái bez dodávání energie z okolí. Energie soustavy v těhto formulaíh = vnitřní energie U elková kinetiká a oteniální energie části tvořííh soustavu, nezahrnuje kinetikou a oteniální energii, která souvisí s ohybem a olohou soustavy jako elku. nitřní energie je stavovou funkí. Systém může vyměňovat energii s okolím ve formě ráe W a tela Q: U = Q + W matematiký záis I. věty D Práe a telo nejsou stavovými funkemi. Znaménková konvene: W, Q > systém rái či telo řijal -W, -Q > systém rái vykonal, telo odevzdal Celková ráe W = W obj. + W * W obj ráe objemová, W * ráe neobjemová Objemová ráe obeně: dw obj = - ex d ex externí tlak, znaménko mínus lyne z konvene: ři exanzi (d>) lyn rái koná (dw<) ři komresi (d<) lyn rái řijímá (dw>) 3

Při reverzibilním ději ex systém dw obj = - d Jouleův exeriment, Jouleův-homsonův exeriment - měření teelnýh efektů ři exanzi lynu do vakua - závěr: vnitřní energie ideálního lynu je funkí ouze teloty, nezávisí tedy ani na objemu, ani tlaku Entalie H Definie: H = U + Entalie je stavovou funkí. Proč se zavádí? du = dq+ dw = dq+ dw je - liw * = a d = du = dq * ex d d H = du + d + d = d Q + dw je - liw * = a d = d H = d Q * - ex d + d + d ři dějíh robíhajííh ři konstantním objemu a dějíh robíhajííh za konstantního tlaku se telo stane stavovou funkí důležité v termohemii. Pro ideální lyn a izotermiký děj d H = du + d ( ), du =, = nr = konst. d H = 4

eelná kaaita Obená definie: d - Q = [JK ] - veličina extenzivní, intenzivní veličinou je seifiká (měrná) teelná kaaita s [JK - kg - ] molární teelná kaaita m [JK - mol - ]. Q a tedy i závisí na zůsobu rovedení děje: - netýká se dějů adiabatikýh (Q = ) - není definována ro děje izotermiké (nař. fázové řehody) - je definována: teelná kaaita ři konstantním objemu a ři konstantním tlaku : Q U Q H = ( ) = ( ) = ( ) = ( ). Pro ideální lyn du = d H = Mayerův vztah R =, m,m Závislost teelné kaaity na telotě - nelze vystihnout obeným vztahem, vyjadřuje se omoí moninnýh řad - nař.: a, b,, d - emiriké konstanty = a + b + + 3 Pro ideální monoatomiký lyn - z kinetiké teorie ideálního lynu vylývá vztah 3, m = R,m je konstantní. 5

Alikae I.věty D na děje v uzavřeném systému ) Děj izotermiký = konst. = Pro ideální lyn: U = Q = -W lyn koná rái na úkor dodaného tela Objemové ráe ři exanzi z na a) děj reverzibilní 5 5 = 98,5 K W obe = W = - - id.. ex d nr rev d = sys d = -nr ln /kpa 5,,,4,6,8, /m 3 b) ireverziblní děj - může roběhnout mnoha zůsoby 5 = 98,5 K W = exd = d = ( ) 5 /kpa 5,,,4,6,8, /m 3 6

5 /kpa 5 5 = 98,5 K W =,,,,,,,,, [ ( )] + [ ( )] + [ ( )],,,4,6,8, /m 3 Objemová ráe ři komresi z objemu na objem : 5 /kpa 5 = 98,5 K ireverzibilní komrese reverzibilní komrese Práe systémem řijatá bude nejmenší ři reverzibilním růběhu. 5,,,4,6,8, /m 3. Děj izohoriký = konst. d= dw obj. = ( jestli - ze du = dq f ( ) = U = Q = n = n,m,m = n,m ( - ) 3. Děj izobariký = konst. d =, ex = jestli - ( ze f ( ) dq dw = - d Q = d H = = H = n W = - = n,m (,m - ) d = - ( - ) 7

4. Děj adiabatiký - Poissonova rovnie adiabaty d Q = du = dw Pro ideální lyn d U = d Pro reverzibilní děj dw = id.. d searae roměnnýh integrae v určitýh mezíh,, m R m = d difereniální rovnie d = - R, m, m = - R ln d = R ln Poissonův koefiient κ κ =,m,m - definiční vztah R,m =,m -,m,m ln = ln κ κ = konst = konst κ =κ! Poissonova rovnie adiabaty latí ro ideální lyn a reverzibilní děj! Porovnání izotermy a adiabaty ideálního lynu 5 5 izoterma adiabata konst nr = = konst = κ / Pa 5 izoterma (= 98,5 K) adiabata,,,4,6,8, / m 3 8