KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

Podobné dokumenty
Gaussův zákon elektrostatiky

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

3. Srážky molekul, střední volná dráha

Relativita I příklady

Relativita I příklady

Kinematika hmotného bodu I.

Řešení úloh na přeměny mechanické energie

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Speciální teorie relativity

Témata v MarushkaDesignu

Rekuperace rodinného domu v Přestavlkách

Konstrukce paraboly dané dvěma tečnami s body dotyku. Příklad: Sestrojte parabolu p, jsou-li dány její tečny t 1, t 2 s body T 1, T 2 dotyku.

Oprava a modernizace panelového bytového domu Pod Špičákem č.p , Česká Lípa

Postup práce a) Připravte si 50 ml roztoku NaOH o koncentraci 1 mol.dm-3 a) Určení měrné a molární otáčivosti sacharózy ve vodném roztoku

Celková energie molekuly je tedy tvořena pouze její energií kinetickou.

Lokalizace souřadnic v MarushkaDesignu

Téma č. 6 Mzdy, zákonné odvody a daně. Mzdy a zákonné odvody

Teplota a její měření

Obecnou rovnici musíme upravit na středovou leží na kružnici musí vyhovovat její rovnici dosadíme ho do ní.

Zdravotnická záchranná služba hl. m. Prahy, Korunní 98, Praha 10,

v mechanice Využití mikrofonu k

... P R O V A ŠE P O H O D L Í

PRAVIDLA PRO ŽADATELE A PŘÍJEMCE PODPORY. v Operačním programu Životní prostředí pro období

16. Kategorizace SW chyb, kritéria korektnosti a použitelnosti, spolehlivost SW

CZ. Pøímoèinné regulátory diferenèního tlaku a pøímoèinné regulátory diferenèního tlaku s omezovaèem prùtoku BEE line

Návod k použití vědeckého kalkulátoru HP10s

sluč H o 298 (C 2 H 4, g) = 52,7 kj mol -1 sluč H o 298 (CO 2, g) = -394,5 kj mol -1 sluč H o 298 (H 2 O, l) = -285,8 kj mol -1. [Q p = ,5 kj]

5. Mechanika tuhého tlesa

1 ÚVOD 3 2 OBECNÁ ČÁST 5 3 POJIŠTĚNCI 11

PEXESO UŽIVATELSKÝ MANUÁL

TERMOMECHANIKA 2. Stavová rovnice ideálních plynů

Technická specifikace předmětu plnění. VR Organizace dotazníkového šetření mobility obyvatel města Bratislavy

CZ. Třícestné regulační ventily LDM RV 113 M

ZNALECKÝ POSUDEK. č

EDH 82 SS - EDH 82 CB - EDH 82

Aktuální provozní řád

Posuzování zdravotní způsobilosti k řízení motorových vozidel jako součásti výkonu práce

Tile systém v Marushka Designu

0. Struktura matematické teorie

1.3. Požárně bezpečnostní řešení

CZ. Regulační ventily G41...aG

Metoda klíčových ukazatelů pro činnosti zahrnující zvedání, držení, nošení

O B V O D A O B S A H L I C H O B Ž N Í K U 2 HODINY

SOUVISLOST MEZI DEMOGRAFICKÝMI ZMĚNAMI A EKONOMICKÝM RŮSTEM

1 ROVNOVÁHA BODU Sestavte rovnice rovnice rovnováhy bodu (neznámé A,B,C) Určete A pro konstrukci z příkladu

4 Datový typ, proměnné, literály, konstanty, výrazy, operátory, příkazy

Řízení nárůstu tažné síly

STANOVY SDRUŽENÍ DOCTOR WHO FANCLUB ČR

6. Bilance energie v reagujících soustavách. Modely homogenních reaktorů v neisotermním režimu.

SMĚRNICE č. 5 ŠKOLENÍ ZAMĚSTNANCŮ, ŽÁKŮ A DALŠÍCH OSOB O BEZPEČNOSTI A OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘI PRÁCI (BOZP)

Katalogový list kladičkové lineární vedení typu MR

CZ. Regulační ventily Regulační ventily s omezovačem průtoku BEE line -1-

VŠB Technická univerzita, Fakulta ekonomická. Katedra regionální a environmentální ekonomiky REGIONÁLNÍ ANALÝZA A PROGRAMOVÁNÍ.

POZEMEK S OBJEKTEM BYDLENÍ Č.P. 42 SVRČOVEC

CZ Ventily LDM v provedení dle ANSI/ASME B16.5 s elektromechanickými pohony

Ideální plyn. Z tohoto jednoduchého popisu plynou další zásadní vlastnosti ideálního plynu :

Financování veřejných vysokých škol v letech :

Doprava a přeprava základní pojmy

SHRNUTÍ LÁTKY 7. ROČNÍKU Mgr. Iva Strolená

Silverline A V1/0612

Vizualizace TIN (trojúhelníková nepravidelná síť) v Marushka Designu

se sídlem Purkyňova 125, Brno , IČ: , DIČ: CZ , tel.: , Znalecký posudek

1 SKLO Z POŽÁRNÍHO HLEDISKA - TEPELNÉ VLASTNOSTI SKLA

Příklad: 3 varianta: Př. 3 var:

Použití : Tvoří součást pohybového ústrojí strojů a zařízení nebo mechanických převodů.

ROZLOŽENÍ HMOTNOSTI TĚLESA VZHLEDEM K SOUŘADNICOVÉMU SYSTÉMU

MODELOVÁNÍ A SIMULACE (analogové počítače) pro obor Aplikovaná fyzika

Veřejná zakázka SUSEN generální dodávka staveb v areálu Řež. Dodatečná informace č. 1 k zadávacím podmínkám

Broušení a ostření nástrojů na speciálních bruskách

6. Bilance energie v reagujících soustavách. Modely homogenních reaktorů v neisotermním režimu.

integrované povolení

ELEKTRICKÝ VÝKON A ENERGIE. spotřebičová orientace - napětí i proud na na impedanci Z mají souhlasný směr

O B S A H 1. ÚVOD 3 2. OBECNÁ ČÁST 5 3. POJIŠTĚNCI ZÁKLADNÍ FOND ZDRAVOTNÍHO POJIŠTĚNÍ OSTATNÍ FONDY 39

Plán odpadového hospodářství

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

1.2. Kinematika hmotného bodu

Optika úvod: světlo a jeho vlastnosti

AAA AUTO Group zveřejnila své neauditované konsolidované. hospodářské výsledky za první čtvrtletí roku 2010

Cenový index nemovitostí

JÓGA A PILATES S WELLNESS POBYTEM V MENDAN SUPERIOR **** ZALAKAROS

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Přednášky Teorie řízení Tereza Sieberová, 2015 LS 2014/2015

AVV&CRV na jednotkách řady 471

- M matice hmotností - K matice tlumení - C matice tuhostí. Buzení harmonické. Buzení periodické

C V I Č E N Í 3 1. Představení firmy Glaverbel Czech a.s. Teplice a. Vyráběný sortiment

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Pojistná matematika. Podstata pojišťovny: se vzrůstajícím počtem klientů, klesá pojistně technické riziko.

Aktuální verze: 3.1.0, vytvořená dne: Nahrazená verze: 3.0.0, vytvořená dne: oblast: CZ

se sídlem Hudcova 78c, Brno , IČ: , DIČ: CZ , tel.: , Znalecký posudek č.

USNESENÍ. Č. j.: ÚOHS-S339/2012/VZ-21769/2012/523/Krk Brno 20. prosince 2012

KLÍČ K MODULU 3. ELEKTROMAGNETICKÉ POLE

VÝUKOVÁ AKTIVITA. Měření lokálních změn atmosféry během zatmění Slunce (úplné zatmění Slunce 2012) Autoři:

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Řešení úloh celostátního kola 60. ročníku fyzikální olympiády Úlohy navrhli J. Thomas (1, 2, 3) a V. Wagner (4)

CZ Regulaèní ventily Regulaèní ventily s omezovaèem prùtoku BEE line

HNACÍ ÚSTROJÍ ZKUŠEBNÍHO JEDNOVÁLCOVÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU

1.5.6 Osa úhlu. Předpoklady:

2. ROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE

ZMĚNA Č. 4 ÚZEMNÍHO PLÁNU BAKOV

k elektronickému výběrovému řízení na úplatné postoupení pohledávek z titulu předčasně ukončených leasingových smluv

Transkript:

KIETICKÁ TEOIE PLYŮ Cíle a předpklady - snaží se ysětlit makrskpické chání plynů na ákladě chání jedntliých mlekul (jejich rychlstí, pčtu náraů na stěnu nádby, srážek s statními mlekulami Tat terie bere úahu pue kineticku translační energii mlekul, nikli ptenciální energii meimlekulárních interakcí platí pue pr ideální plyny, a ptenciální a kineticku energii aeb mlekulách uažuje částice be nitřní struktury Kinetická terie je alžena na třech předpkladech: Plyn se sestáá mlekul hmtnsti m a průměru d Mlekuly jsu neustálém náhdném phybu elikst mlekul je anedbatelná hledem ke dálenstem, kteru uraí mei jedntliými srážkami 3 Mlekuly jsu tuhé kule, mei nimiž dcháí k elastickým srážkám Elastická je taká srážka, při které se acháá celká kinetická energie sraiších se mlekul Mawell rdělení rychlstí Mlekuly plynu se nephybují stejnu rychlstí Při ájemných srážkách mlekul se neustále mění elikst i směr jejich rychlstí nele určit kamžité rychlsti mlekul, ale prtže psuujeme elký subr mlekul, le yužít statistických metd a určit rdělení rychlstí Předpklady: rychlst (elikst i směr jedntliých mlekul se neustále mění, ale celké rdělení rychlstí na čase neáisí, rychlst phybu trjrměrném (3D prstru le rlžit na 3 slžky pdle s, y a, které jsu na sbě neáislé

d symbliuje četnst mlekul (část celkéh pčtu mlekul majících rychlst interalu <, + d > Tat četnst je funkcí rychlsti,, a šířky interalu, d, d f ( d f(d tedy sučasně udáá praděpdbnst, že náhdně ybraná mlekula se phybuje rychlstí interalu <, + d >, f( je t husttní funkce Pan Mawell ddil (860 husttní funkci e taru 3 m m f ( 4 e π, π kde m je hmtnst jedné částice a k je Bltmanna knstanta k m M k Grafické nárnění tét funkce (a pr růné teplty 4,00-3 f(/s m - 3,00-3 T 00 K M r 8,00-3 T 98 K,00-3 T 500 K 0,0 0 α u 0 3 0 3 /m s -

(b pr plyny růné mlární hmtnsti 4,00-3 f(/s m - 3,00-3 M r 84 T 98 K,00-3 M r 8,00-3 M r 0,0 0 0 3 0 3 30 3 40 3 /m s - Známe-li husttní funkci, můžeme určit nejpraděpdbnější rychlst, α f ( 4 m π d π 3 e d f ( 0 d splněn pr : m m d 0 α m minimum maimum střední aritmeticku rychlst,, jak ážený aritmetický průměr rychlstí f 0 ( d 8 πm střední kadraticku rychlst, u _, jak dmcninu áženéh aritmetickéh průměru kadrátů rychlstí u 3 f ( d m 0 3

Z distribuce rychlstí le ískat distribuci translační kinetické energie mlekul Zttžníme-li translační kineticku energii mlekuly, ε, s ýraem / m, pak dε m d a pr četnst mlekul, které mají kineticku translační energii interalu <ε, ε + dε > ískáme 3 d ε πε e dε π ε Pr střední hdntu translační kinetické energie pak platí 0 ( ε ε f ε dε 3 Střední kinetická translační energie je přím úměrná tepltě Kdybychm predli dení střední kinetické translační energie pr djrměrný resp jednrměrný phyb, ískali bychm hdnty phyb prstru f( f(ε ε 3 D D D 3 m 3 m ε π e πε 4 π m m e m m π e ekipartiční princip: 3 e π ε e ε ε e 4π a jeden stupeň lnsti phybu připadá ždy stejná střední hdnta energie 4

e srážké terii reakční rychlsti budeme ptřebat nát, jaká část mlekul má energii, dpídající děma stupňům lnsti (děma směrům phybu, ětší než je určitá hdnta ε 0 ε ε ε f D ( ε d ε e d ε e ε ε e ε - Bltmannů faktr Odení tahu pr c,m mnmlekulárníh ideálníh plynu c, m Q U n T n T 3 3 U m ε c, m 3 idplyn T du n dt Přímým eperimentálním důkaem th, že růné plyny se phybují růnu střední rychlstí, je je aný efúe plynů Efúe plynů unikání plynů malým trem elkéh reeráru d nádby, přičemž musí být splněn: p» p, aby praděpdbnst, že mlekuly budu prnikat nádby pět d reeráru, byla anedbatelná tr je elmi malý, takže nedcháí k látkému tku plynu reeráru směrem k tru, 5

Tlak plynu nádbě (na pčátku eakuané p čase t bude dán pčtem částic, které prjdu trem plše S reeráru d nádby Částice, které mají -u slžku rychlsti (přesněji interalu <, + d >, uraí a čas t dráhu t Otrem plše S prjdu a čas t šechny částice s tut -u slžku rychlsti, které se nacháejí bjemu S t Je-li pčet částic celém reeráru, ptm pčet částic s -u slžku rychlsti,, je reeráru f( d a bjemu S t S t f( d Otrem šem prjdu i částice s kterukli jinu kladnu hdntu -é slžky rychlsti m St f( d St 0 0 π St πm e m d 4 St 6

Obecně pr pčet náraů,, na jedntku plchu a jedntku času platí 4 Měřitelnu eličinu je tlak nádbě, p, p čase, t p p p T 4 pst 4 T St yužití měřitelných eličin (p, p,, S, t můžeme určit, a tak ěřit spránst Mawella rdělení rychlstí, p áisí na střední aritmetické rychlsti,, a ta na mlární hmtnsti plynů efúe le yužít k určení mlární hmtnsti nenáméh plynu prnání rychlsti tht plynu s plynem námé hdntě M M M Grahamů ákn 3 Srážky mlekul, střední lná dráha Srážky jedné mlekuly s statními mlekulami stejnéh druhu a jedntku času frekence srážek, Zjedndušená předstaa: - mlekuly jsu kule průměru, d, (t efektiní srážký průměr, - srážku je jakýkli dtyk mlekul, - pue ybraná mlekula se phybuje, statní jsu klidu 7

d Za jedntku času uraí mlekula průměrnu dráhu t ( t s, a naraí d t šech mlekul, které budu e álci plměru d a ýšce t π d [ ] s Zpřesnění: šechny mlekuly jsu phybu Střední aritmeticku rychlst je třeba nahradit ájemnu střední rychlstí ájemná střední rychlst, B, du rdílných částic a B B B Částice se srážejí pd růnými úhly interalu 0-80, průměru můžeme uažat úhel 90 Pr střední ájemnu rychlst pak platí: B B + B 8 π m + m B adefinujeme-li t redukanu hmtnst, µ, du sraiších se částic a B tahem µ m + m B, dstaneme pr jejich střední ájemnu rychlst tah frmálně shdný se tahem pr střední aritmeticku rychlst jedné částice B 8 πµ, který se pr případ srážky du stejných částic jednduší 8 π m 8

Pr pčet srážek jedné mlekuly s statními mlekulami stejnéh druhu a jedntku času pak dstaneme πd ájemné srážky šech mlekul stejnéh druhu a jedntku času jedntce bjemu, πd [ ] m s 3 ájemné srážky mlekul s mlekulami B a jedntku času jedntce bjemu, B B kde předstauje pčet srážek jedné mlekuly s statními mlekulami B, ke kterým djde a jedntku času B B πdb d + db db, B 9

Střední lná dráha l je průměrná dráha, kteru částice uletí mei děma srážkami l l πd Střední lná dráha je nepřím úměrná pčtu částic jedntce bjemu tedy tlaku plynu Střední lná dráha neáisí na tepltě 4 Transprtní jey Jak transprtní je se načuje je, při kterém se plynu transprtuje (přenáší jednh místa na druhé určitá mlekulá lastnst (energie, hybnst, látka Knkrétně u plynů přicháí úahu tři transprtní jey: Difúe přens látky místa yšší kncentraci d místa nižší kncentraci Tepelná dist přens energie místa yšší tepltě d místa nižší tepltě iskita přens hybnsti místa yšší rychlsti d místa nižší rychlsti ychlst přensu dané eličiny se yjadřuje pmcí t tku eličiny X, J(X, který je definán jak mnžstí tét eličiny, která prjde jedntku plchu a jedntku času J ( X d X S dt 0

Z eperimentálních prání íme, že tk dané eličiny je přím úměrný příslušnému gradientu a prbíhá prti tmut gradientu Př X Tk kladném směru sy je kladný eličina teče kladném směru sy, ale její gradient je áprný J ( X d X d Pr jedntlié transprtní jey byly eperimentálně naleeny tyt tahy: difúe - Ficků ákn dc J ( látka D D - difúní keficient, d tepelná dist - Furiera rnice dt J ( energie λ λ keficient tepelné disti, d iskita - ewtnů ákn laminárníh tku J d - η η - iskitní keficient d ( á slžka hybnsti iskita iskitní (brdná síla niká jak důsledek phybu plynu Budeme uažat případ, kdy se plyn phybuje laminárně e směru sy pdél pené stěny Laminární tk si le předstait tak, že se p sbě psuají rstičky plynu rsta přiléhající ke stěně se nephybuje, rychlst následujících rste se lineárně yšuje e směru sy

Mlekuly plynu přeskakují mei jedntliými rstami a přitm přenáší d cílé rsty sji hybnst (-u slžku, kteru měli půdní rstě dálenst mei rstami le ttžnit se střední lnu dráhu, nebť hybnst mlekul se mění při srážkách m D místa umístíme kénk ( m + l ( m l ( m d d jedntké plše a budeme pčítat, klik mlekul s jaku hybnstí přeskčí d tht kénka a jedntku času ( m l l l + l D rsty místě přeskakují jednak mlekuly nižší rsty - místě l, jednak yšší rsty místě + l Hybnsti těcht rstách si můžeme yjádřit pmcí hybnsti e rstě a gradientu hybnsti hledem k lineární áislsti m je tent gradient knstantní (je ren směrnici dané přímky Platí: ( m ( m + l ( m ( m l ( m d + l d d l d ( m Pr tk -é slžky hybnsti kladném směru sy platí r J 4 áprném směru sy platí ( m d l d ( m ( m s d J ( m + l 4 d a tedy pr ýsledný tk -é slžky hybnsti dstaneme

r s d J J + J lm d Tk hybnsti je úměrný gradientu rychlsti Prnáním s ewtnu empiricku rnicí dstaneme ýra pr iskitní keficient η η lm ρ l a p úpraě 8 η m πd πm η neáisí na pčtu částic jedntce bjemu, tedy na tlaku resp husttě plynu Se yšující se tepltu η růstá 3