termodynamika fenomenologiczna

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "termodynamika fenomenologiczna"

Edward Witek
4 lat temu
Przeglądów:

1 termodynamika

2 termodynamika fenomenologiczna własności termiczne ciał makroskoowych uogólnienie licznych badań doświadczalnych ois makro i mikro rezygnacja z rzyczynowości znaczenie raktyczne układ termodynamiczny wielkości termodynamiczne (arametry) n.: T,, stan układu równanie stanu stan stacjonarny stan zrównoważony roces kwazistatyczny roces odwracalny

3 temeratura istnieje wielkość skalarna temeratura będąca własnością układu termodynamicznego, która ma jednakową wartość dla układów w równowadze termodynamicznej równość temeratur jest warunkiem koniecznym i wystarczającym równowagi termodynamicznej relacja rzechodnia: A ~ B B ~ A ~ ilościowe określenie temeratury orzez własności termometryczne ilościowe określenie temeratury orzez własności termometryczne (objętość cieczy, oór elektryczny, rozmiary liniowe ciał, etc.)

4 energia wewnętrzna ę odstawowa funkcja stanu U: energia kin. i ot. molekuł energia atomowa, jądrowa itd bez energi kin. i ot. układu jako całościł ś określa stan termodynamiczny układu istotny do oisu rocesów jest rzyrost ΔU (można rzyjąć, że w T 0 również U 0) W raca: sosób rzekazu energii (makroskoowy) Q cieło; inny sosób rzekazu energii (mikroskoowy) I zasada termodynamiki: ΔU Q ogólniejsza zasada zachowania energii { W { do od

5 cd. Julius Robert von Mayer (84-878) D 842 sformułowanie James Prescott Joule (88-889) GB doświadczenieś d i Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (82-894) matematyczne

6 energia wewnętrzna ę du δq δw d δ -różniczka zuełna, zależy od stanu ocz. i końc. - rzyrost infinitezymalny, zależy od rocesu ΔU 2 du Q Γ δq W δw Γ δw - raca wykonana rzez układ δq -cieło dostarczone do układu

6,022 0 R 23 mol J 8,3 mol K def F S [ ] Pa N ozn askal 2 SI m

7 równanie laeyrona równanie stanu gazu doskonałego ν RT ν N N A ν liczba moli N A liczba Avogadra R stała gazowa ciśnienie N A def 6,022 0 R 23 mol J 8,3 mol K def F S [ ] Pa N ozn askal 2 SI m Benoît Pierre Émile laeyron ( ) y ( ) Amadeo Avogadro di Quaregna ( )

8 raca δw Fdl Sdl d F δw d dl W 2 ( ) d W,2 W,3,2, 3 2 ( ) funkcja zależna od rocesu

9 rasa hydrauliczna Pascala Blaise Pascal ( ) F F 2 (S 2 /S )F

10 ojemność cielna def δq zależy od rocesu (δq) δq dt dt ilość cieła otrzebna do ogrzania o K δ Q dt const roces izochoryczny δ Q dt const roces izobaryczny więc I zasada termodynamiki: du dt d NB: cieło właściwe c δ m dt def δqq

11 roces izochoryczny y dt du δw 0 0 const ogrzewanie oziębianie ΔU T2 T2 T du T dt rawo harlesa ΔT więc teraz I zasada termodynamiki: dt dt + d (w dowolnym rocesie) Jaques Alexandre ésar harles ( )

12 roces izobaryczny y 0 const ogrzewanie oziębianie δq dt dt dt + W + d 2 δ W ( ) rawo Gay - Lussaca 2 Louis Joseh Gay-Lussac ( )

13 równanie Mayera ν RT d ν RdT ν R > lub: c c R μ masa molowa: const ν RT R W W ν ΔT def μ m ν ( ) 2 J 8,3 molk W ν RΔT raca jaką mol gazu wykonuje rozszerzając się izobarycznie rzy ΔT K (interretacja stałej gazowej R)

14 roces izotermiczny const oddawanie cieła obieranie cieła T T 2 T < T 2 rawo Boyla Mariotte a: w stałej temeraturze ( const) odczas rozrężania ż dla zaewnienia i stałej ł jtemeratury t musi ibyćć dostarczane cieło, kosztem którego zostaje wykonana raca bez zmiany energii wewnętrznej

15 cd. T const U const du dt δqδ Q δwδ W Δ Q 2 2 m d m d RT RT ln μ μ 2 m RT μ Robert Boyle (627-69) Edmé Mariotte ( )

16 roces adiabatyczny y izolacja termiczna δq 0 zmieniają się trzy arametry:,, T du + δw 0 równanie laeyrona: d + d ν RdT oraz: oraz: dt + d ν R 0 dt d + d ( ) 0 d + d + d

17 cd. d + d 0 def κ wsółczynnik Poissona d κ d + 0 κ ln + ln const κ ln const κ const

18 równanie Poissona κ const κ > const temeratura sublimacji: -78,5 adiabatyczne rozrężanie gaz ochładza się (O 2 ) adiabatyczne srężanie gaz ogrzewa się (Diesel) U T gdyż: ν RT ( )T κ Siméon Denis Poisson (78-840) F Rudolf Diesel (858-93) D

19 dt d roces olitroowy const + dt d + d ν RdT δq du + δw ν RT ( )( d + d) dν R ( ν R) d + ( ) d 0 ( ) d + ( ) d d ( ) + ( ) 0 d 0 m ( ) ln + ( ) ln const

20 cd. n const olitroa n n n n izobaryczna 0 izotermiczna adiabatyczna κ 0 izochoryczna

21 ver-0

Podobne dokumenty

termodynamika fenomenologiczna

termodynamika termodynamika fenomenologiczna własności termiczne ciał makroskopowych uogólnienie licznych badań doświadczalnych opis makro i mikro rezygnacja z przyczynowości znaczenie praktyczne p układ