1.4. II. věta termodynamiky

Podobné dokumenty
Termodynamické zákony

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika

IDEÁLNÍ PLYN 14. TEPELNÉ STROJE, PRVNÍ A DRUHÝ TERMODYNAMICKÝ ZÁKON

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

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

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

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

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

Termomechanika 3. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK

Termodynamické zákony

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

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

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST

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

Elektroenergetika 1. Termodynamika

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

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

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

TEPLO A TEPELNÉ STROJE

Zpracování teorie 2010/ /12

dq = 0 T dq ds = definice entropie T Entropie Při pohledu na Clausiův integrál pro vratné cykly :

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

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

II. MOLEKULOVÁ FYZIKA 1. Základy termodynamiky III

IV. KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM, TEPELNÉ MOTORY

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

Joulův-Thomsonův jev. p 1 V 1 V 2. p 2 < p 1 V 2 > V 1. volná adiabatická expanze nevratný proces (vzroste entropie)

Zákony ideálního plynu

12. Tepelné stroj 12.1 Přeměna tepelné energie na práci Izotermické rozpínání plynu Adiabatické rozpínání plynu kruhovým dějem

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky

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

Termomechanika. Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK

Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů

Nultá věta termodynamická

ÚVOD DO TERMODYNAMIKY

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

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

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie( 1

Thermos teplo Dynamic změna

9. Struktura a vlastnosti plynů

Termodynamika pro +EE1 a PEE

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

Mol. fyz. a termodynamika

Jméno: _ podpis: ročník: č. studenta. Otázky typu A (0.25 bodů za otázku, správně je pouze jedna odpověď)

Vnitřní energie, práce, teplo.

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

FYZIKA I cvičení, FMT 2. POHYB LÁTKY

II. MOLEKULOVÁ FYZIKA 1. Základy termodynamiky III

Práce, výkon, energie

Práce, výkon, energie

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

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 4. Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou

Termodynamika ideálního plynu

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

INFORMACNÍ TERMODYNAMIKA I.

Druhá vta termodynamiky a její matematické vyjádení

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

Termodynamika. Martin Keppert. Katedra materiálového inženýrství a chemie

Teplota a její měření

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7.

Termodynamika par. Rovnovážný diagram látky 1 pevná fáze, 2 kapalná fáze, 3 plynná fáze

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

5 Základy termodynamiky

Termomechanika 4. přednáška

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 =

4 Term ika. D ůsledky zavedení tep lo ty a tep la Stavová r o v n i c e Stavová rovnice termická a kalorická

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013

Kapitola 5. Druhý zákon termodynamiky. 5.1 Základní idea

5.7 Vlhkost vzduchu Absolutní vlhkost Poměrná vlhkost Rosný bod Složení vzduchu Měření vlhkosti vzduchu

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Druhý a třetí zákon termodynamiky

SVOBODA, E., BAKULE, R.

Perpetuum mobile a zákony termodynamiky

VÝUKA CHEMIE. Clausiovo kritérium a extenzivní podmínky termodynamické rovnováhy

III. Základy termodynamiky

TERMIKA IV + V. Druhý princip termodynamický; Carnot uv cyklus; Clausiova nerovnost;

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

8. Chemické reakce Energetika - Termochemie

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7 Seminář z termomechaniky

6. Jaký je výkon vařiče, který ohřeje 1 l vody o 40 C během 5 minut? Měrná tepelná kapacita vody je W)

Fáze a fázové přechody

Molekulová fyzika a termodynamika

Otázky Termomechanika (2014)

13 otázek za 1 bod = 13 bodů Jméno a příjmení:

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Malé zdroje elektrické energie Úvod, Energie, Transformace energie

ZAKLADY FYZIKALNI CHEMIE HORENí, VÝBUCHU A HAŠENí

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

12. Termomechanika par, Clausius-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

Identifikátor materiálu: ICT 2 51

10. Práce plynu, tepelné motory

Transkript:

... 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, jinými slovy - nelze sestrojit perpetum mobile. druhu (resp. nelze beze zbytku přeměňovat cyklicky teplo na práci). Clausiova formulace: eplo nemůže samovoě přecházet z tělesa studenějšího na těleso teplejší. epeý stroj samovoý děj entropie. Samovoý děj probíhá bez vynaložení práce. Energie se při něm zachovává, ale dochází k její degradaci, či k jejímu rozptýlení (při samovoých dějích dochází ke zvyšování chaosu, neuspořádanosti). ermodynamická definice entropie d d S Důkaz, že entropie je stavovou funkcí Cesta vede od tepeého stroje:. epeý stroj, definice účinnosti.. Carnotův teorém a jeho důkaz.. Odvození vztahu pro účinnost tepeých strojů na nejjednodušším stroji - Carnotův cyklus.. Matematická formulace. věty D, definice stavové funkce entropie.

ad. Schéma tepeého stroje Zákon zachování energie: -W + (- ) -W + nebo v absolutních hodnotách: W + W - Def. účinnosti η η W +, resp. η W ad. Carnotův teorém Ze všech tepeých strojů, pracujících mezi lázněmi o týchž dvou teplotách, má největší účinnost stroj pracující erzibiě, přičemž všechny erzibiě pracující stroje mezi lázněmi o týchž dvou teplotách a mají účinnost stejnou. eorém je výrok vyjadřující logicky dokazateé skutečnosti. Logický důkaz druhé části teorému Dva erzibií tepeé stroje, - předpoklad: účinnost stroje je větší než účinnost stroje. η >η, W,, > W <, Nyní chod stroje otočíme a oba stroje spojíme tak, že budou mít společné lázně. Stroj bude pracovat jako tepeé čerpadlo.

,,, <!, W > W Sestrojili jsme cyklicky pracující zařízení, které koná práci a přitom ochlazuje jediné těleso, jehož teplota je všude stejná - rozpor s. větou D výchozí předpoklad o účinnostech byl myý. Ke stejnému závěru dospějeme při záměně stroje a účinnost všech erzibiě pracujících strojů je stejná. ad. p [Pa] p 8 p 6 p Carnotův cyklus n mol, ideáí plyn izoterma adiabata adiab.komp. izoterm.exp. adiab.exp. izoterm.komp. p,, p,, p,, p,, p,, Platí-li Carnotův teorém, pak lze pro odvození účinnosti erzibiích tepeých strojů použít ten nejjednodušší a tím je soustava tvořená molem ideáího plynu vykonávající Carnotův cyklus. p,,6 [m ] Účinnost tepeého stroje + η, je teplo přijaté strojem od teplejší lázně ( ) při izotermické expanzi a ( <) je teplo, které stroj odevzdá chladnější lázni ( ) při izotermické kompresi. Pro izotermické děje, kterých se účastní ideáí plyn, platí

5 poč. kon. R W W U R R R + η. plikace Poissonovy rovnice. η Z Carnotova teorému plyne η POZOR: a jsou obecně teploty lázní, u erzibiě pracujícího stroje jsou ovšem totožné s teplotou systému, vykonávajícího příslušné děje. ad. * + > + +

Zobecnění pro n lázní n i i i. Zobecnění pro lázní, jejichž teplota se mění spojitě d matematická formulace. věty D. Pro erzibií děj výraz d představuje diferenciál stavové funkce - entropie Entropie a samovoost děje adiab. obec. (. či.) S S S S S je stavová funkce S S S. neadiab. dobec d + S S Entropie adiabaticky izolované soustavy se tedy při jejím přechodu ze stavu do stavu nezmění, jedná-li se o erzibií přechod, nebo vzroste, a to při ierzibiím přechodu. eškeré samovoé děje jsou ierzibií, tzn. probíhají-li v adiabaticky izolované soustavě samovoé děje, její entropie vzrůstá. Samovoými ději se soustava nakonec dostane do stavu, ve kterém je při nezměněných vnějších podmínkách schopna zůstat libovoě dlouho, tzn. dostane se do stavu termodynamické rovnováhy. Po dosažení rovnováhy tedy soustava nemůže podlehnout jakékoliv samovoé přeměně, nemůže již dále zvýšit svoji entropii. 6

Není-li ani při přechodu ze stavu do stavu soustava adiabaticky izolovaná, aplikací. věty D dostaneme dobec d + l s S ( l teplota lázně, s teplota soustavy, pro erzibií děj platí l s ) r a odtud resp. v diferenciáím tvaru S r d l d S r d Clausiova nerovnost. Spojená matematická formulace. a. věty D * d d S dw pd dw du d S pd spojená matematická formulace. a. věty D nitřní energie U je stavovou funkcí, hodnota její změny nezávisí na způsobu provedení děje tento vztah platí nejen pro děje erzibií, ale i pro děje ierzibií. Jedinou podmínkou je nulová neobjemová práce soustavy. 7