Fizyka dla Informatyków Wykład 9 Termodynamika
|
|
- Kajetan Olejniczak
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Fizyka dla Informatyków Wykład 9 Katedra Informatyki Stosowanej PJWSTK 2008
2 Spis treści Spis treści 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
3 Spis treści Spis treści 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
4 Spis treści Spis treści 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
5 Spis treści Spis treści 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
6 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe to nauka o energii. Jest to dział fizyki zajmujący się badaniem efektów energetycznych związanych z wszelkimi rodzajami przemian fizycznych i chemicznych wpływających na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Wynika stąd, że wbrew rozpowszechnionym sądom, termodynamika nie zajmuje się wyłącznie przemianami cieplnymi, lecz także efektami energetycznymi reakcji chemicznych, przemianami fazowymi, a nawet przemianami jądrowym i energią elektryczną.
7 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe W rozwoju historycznym wprowadzono podział termodynamiki na bardziej szczegółowe części, uwzględniające postęp w badaniach lub jej praktyczne zastosowania. Mamy więc: termodynamikę klasyczną termodynamikę kwantową termodynamikę statystyczną termodynamikę techniczną termodynamikę chemiczną termodynamikę procesów nierównowagowych
8 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe Układ ciało, przyrząd, urządzenia, wszelki przedmiot, do którego stosujemy rozważania termodynamiczne i który traktujemy jako całość. Układ termodynamiczny wzajemne oddziaływania z otoczeniem polegają tylko na wymianie ciepła i pracy to model jaki sobie tworzymy w celu rozważań termodynamicznych. Stan układu zespół wszystkich jego właściwości w danych warunkach; w stanie równowagi właściwości te nie ulegają zmianom lub zmieniają się niezmiernie powoli.
9 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe Energia wewnętrzna suma energii kinetycznej i potencjalnej ruchu cząsteczkowego, czyli suma energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych układu oraz energii ruchu cieplnego cząsteczek wzrasta wraz z temperaturą (oznaczana zwykle jako U lub E w ). To nie jest ciepło! Ciepło przechodzi z ciała cieplejszego do chłodniejszego. Ciepło nie jest energią, jaką ciało posiada, lecz energią przechodzącą z jednego ciała do innego. Ciało nie posiada ciepła, tylko energię wewnętrzną!
10 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe Jak wygląda taki ruch chaotyczny molekuł gazu, ilustruje poniższy przykład: Pokaż ruch termiczny
11 zjawisk nieodwracalnych Pojęcia podstawowe Ciepło i zimno traktowano przez długi czas jako odrębne jakości, tzn. zimno nie było postrzegane jako mała ilość ciepła. Przykład: Jean Baptiste Morin ( ) uważał, że ciepło i zimno mają pewien maksymalny stopień, którego nie mogą przekroczyć, a także pewien stopień minimalny, poniżej którego nie mogą się obniżyć. Przyjął arbitralne założenie: stopień ciepła + stopień zimna = 8 Ciepło i praca nie są właściwościami stanu termodynamicznego układu. Interesują nas w sposób zasadniczy te cechy, które zależą od dopływu ciepła lub pracy, a więc: temperatura, ciśnienie, objętość, ciepło właściwe, energia wewnętrzna... to wielkości (charakterystyczne) stanu.
12 Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur jest miarą "chęci" do dzielenia się ciepłem. Jeśli dwa ciała mają tę samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie ciepła, gdy zaś mają różną temperaturę, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej aż do wyrównania się temperatur obu ciał.
13 Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur Jeżeli ciało A w kontakcie z ciałem B oddaje mu ciepło, to A ma temperaturę wyższą niż B. Jeżeli ciała B i C są w równowadze cieplnej z ciałem A, to są również w równowadze cieplnej ze sobą i mają tę samą temperaturę. Bardzo łatwo jest ustalić, które z dwu ciał ma temperaturę wyższą, znacznie trudniej jest określić skalę temperatur, czyli zdefiniować temperaturę ilościowo.
14 Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur Początki termometrii (termometry) Pierwsze termoskopy powietrzne: Galileo Galilei (1603?) Santorio Santori (1611) Cornelius Drebbel (>1606) Robert Fludd (1617?) Pierwszy termometr cieczowy Jean Rey (1631)
15 Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur Początki termometrii Punkty stałe: 1665 Boyle zamarzanie olejku anyżowego Huygens zamarzanie (lub wrzenie) wody Hooke zamarzanie wody 1688 Dalencé topnienie śniegu ( 10 ) i topnienie masła (10 ) 1694 Renaldini zamarzanie i wrzenie wody (przedział 120 )
16 Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur
17 Spis treści Wstęp zjawisk nieodwracalnych Skale temperatur 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
18 zjawisk nieodwracalnych Empiryczne skale temperatur Skale temperatur Skala Celsjusza Wykorzystuje rozszerzalność rtęci względem szkła (jenajskiego). Termometr składa się ze szklanego zbiorniczka napełnionego rtęcią i zakończonego długą kapilarą o stałym przekroju. Do roku 1954 cechowanie termometru odbywało się przez ustalenie na skali termometru dwu punktów (kresek): 1 0 C, dla stanu równowagi lodu z wodą nasyconą powietrzem przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym (nad swobodną powierzchnią wody znajduje się powietrze); C, dla stanu równowagi z wrzącą wodą pod stałym ciśnieniem. Odległość miedzy tymi dwiema kreskami jest podzielona na 100 równych części. Do mierzenia temperatur wyższych od temperatury wrzenia rtęci można zastosować termometr rtęciowy o naczyniu kwarcowym wypełnionym dodatkowo azotem pod ciśnieniem, co powoduje, że rtęć wrze w wyższej temperaturze. Do temperatur niskich stosuje się termometry napełnione pentanem, co umożliwia mierzenie temperatur nawet do 100 C.
19 zjawisk nieodwracalnych Empiryczne skale temperatur Skale temperatur Termometr gazowy składa się z banki szklanej wypełnionej gazem (hel lub wodór) i zakończonej kapilarą połączoną z wężem gumowym wypełnionym rtęcią i zakończonym szklaną rurką. Jeżeli objętość gazu w bańce jest stała (stały poziom rtęci w prawej części termometru, to zgodnie z prawem Charlesa ciśnienie gazu jest liniową funkcją temperatury p(t ) = p 0 (1 + α T ), (1) p 0 ciśnienie gazu w temperaturze 0 C, przy czym p 0 = b + h 0, (2) b ciśnienie atmosferyczne, h 0 różnica poziomów w obu ramionach termometru.
20 zjawisk nieodwracalnych Empiryczne skale temperatur Skale temperatur Bezwzględna skala temperatur Współczynnik roszerzalności gazu α = 1 = 0, (3) 273, 15 Ekstrapolując wzór (1) do wartości p = 0, otrzymujemy T = 273, 15 C. (4) To zero bezwględne temperatury w skali Kelvina T K = 273, 15 + T C. (5)
21 zjawisk nieodwracalnych Empiryczne skale temperatur Skale temperatur Skala Fahrenheita Skala Fahrenheita to skala temperatury, obecnie stosowana głownie w USA. Zaproponował ją w roku 1715 Daniel Gabriel Fahrenheit. Jako punkt zerowy skali wyznaczył najniższą temperaturę zimy 1708/1709, zanotowaną w Gdańsku (jego rodzinnym mieście), a przez 100 oznaczył temperaturą swego ciała. Na skutek przypadkowego błędu (miał wtedy stan podgorączkowy) skala się "przesunęła" i 100 F oznaczało 37, 8 C. W roku 1724 definicję tę zmieniono na następującą: 0 F temperatura mieszaniny wody i lodu z salmiakiem lub solą, 32 F temperatura mieszaniny wody i lodu (temperatura topnienia lodu).
22 zjawisk nieodwracalnych Empiryczne skale temperatur Skale temperatur Przeliczanie temperatur Fahrenheit Celsjusz T F = T C, T C = 5 9 (T F 32), Kelvin Celsjusz T K = T C 273, 15, T C = T K + 273, 15.
23 Spis treści Wstęp zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
24 zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Jeżeli układ termodynamiczny pobiera pracę nie ulegając przy tym żadnym trwałym zmianom, to oddaje ciepło otoczeniu i odwrotnie. Jednostki: 1 cal = 0,427 kgm I zasada Suma pobranych przez układ ciepła i pracy równa się przyrostowi energii wewnętrznej, będącej funkcją stanu układu du = dq + da. (6)
25 Spis treści Wstęp zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
26 zjawisk nieodwracalnych Druga zasada termodynamiki Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki I zasada termodynamiki rozwiązuje zagadnienie przemian ciepła i pracy tylko częściowo. Orzeka ona tylko, że wewnętrzna energia układu wzrasta o łączną wartość pobranego ciepła i pracy. Kiedy i dlaczego ta przemiana zachodzi wymaga bardziej dokładnego badania. Doświadczenie wykazało, że 1 niemożliwe jest urządzenie pozwalające wytwarzać pracę kosztem ciepła jednego tylko zbiornika bez jednoczesnego wywołania innych przemian; 2 niemożliwe jest urządzenie pozwalające przeprowadzić ciepło z niższej temperatury do wyższej bez jednoczesnego wywołania innych przemian. Każde z tych stwierdzeń wyraża II zasadę termodynamiki.
27 zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Nicolas Léonard Sadi Carnot ( ) Rys. 2: Nicolas Léonard Sadi Carnot ( ) Wytwarzanie mocy poruszającej w maszynie parowej nie jest spowodowane zużyciem cieplika, lecz jego przejściem od ciała gorętszego do zimniejszego to znaczy zachodzi wskutek przywrócenia w nim równowagi, naruszonej przez działanie chemiczne w rodzaju spalania, lub przez jakąś inną przyczynę. Zobaczymy, że ta zasada stosuje się do wszystkich maszyn cieplnych...
28 zjawisk nieodwracalnych Cykl Carnota dla gazu doskonałego Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Cykl Carnota dla gazu doskonałego złożony jest z dwu przemian adiabatycznych i dwu izotermicznych. Poniższy rysunek omówimy na kolejnych stronach. Rys. 3: Cykl Carnota
29 zjawisk nieodwracalnych Cykl Carnota dla gazu doskonałego Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Musimy tu uwzględnić prawo Gay-Lussaca (na razie wynika ono z doświadczenia): energia wewnętrzna gazu doskonałego nie zależy od jego objętości, czyli U V = 0, U = U(T ). (7) 1. Gaz w temperaturze T 2 sprzężamy adiabatycznie, czyli bez dopływu lub odpływu ciepła,od objętości V do objętości V bardzo powoli, aż temperatura osiągnie wartość T 1. Energia wewnętrzna wzrasta od U 2 = U(T 2 ) do U 1 = U(T 1 ) kosztem pobranej pracy U 1 U 2, ponieważ wymiany ciepła z otoczeniem nie ma (linia IV na rys. 3).
30 zjawisk nieodwracalnych Cykl Carnota dla gazu doskonałego Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 2. Rozprzężamy gaz do objętości V izotermicznie przy stałej temperaturze T 1 (linia I na rys. 3), dzięki wymianie ciepła z otoczeniem. Energia wewnętrzna nie ulega zmianie. Praca pobrana A I = V V p dv = nrt 1 V V dv V = nrt 1 ln V V, (8) jest ujemna (praca wykonana przez gaz dodatnia) i musi być skompensowana przez dopływ ciepła z zewnątrz.
31 zjawisk nieodwracalnych Cykl Carnota dla gazu doskonałego Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 3. Rozprzężamy gaz adiabatycznie do temperatury T 2 i do objętości V (linia III na rys. 3). Energia wewnętrzna zmniejsza się od U 1 do U 2, wskutek pracy wykonanej przez gaz. 4. Sprzężamy gaz izotermicznie przy temperaturze T 2 do objętości początkowej V. Energia wewnętrzna nie ulega zmianie, ponieważ pobrana praca A II = V V p dv = nrt 2 ln V V, (9) jest dodatnia i jest skompensowana przez odpowiedni odpływ ciepła.
32 zjawisk nieodwracalnych Cykl Carnota dla gazu doskonałego Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Droga Praca pobrana Ciepło pobrane IV T 2 T 1 U 1 U 2 0 I T 1 nrt 1 ln V V nrt 1 ln V V III T 1 T 2 U 2 U 1 0 II T 2 nrt 2 ln V V nrt 2 ln V V Carnot I + III I + III T 1 temperatura wyższa, T 1 temperatura niższa, U energia wewnętrzna, A praca, Q ilość ciepła, V objętość, p ciśnienie, R stała gazowa Rydberga 8, J K 1 mol 1, n liczba moli
33 zjawisk nieodwracalnych Zjawiska odwracalne i nieodwracalne Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Cykl Carnota jest odwracalny, może przebiegać zarówno w jednym jak i w drugim kierunku czy jest w rzeczywistości możliwy? Mamy tu nieprzerwany ciąg stanów równowagi, a nie ciąg przemian charakteryzujących rzeczywiste procesy. Układ jest w równowadze, jeżeli nie ma nieskończenie małych przemian odwracalnych związanych z wykonaniem pracy. Żaden proces nieodwracalny nie jest możliwy, gdyż nie ma pracy, która może być rozproszona.
34 Entropia Wstęp zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki W przemianach nieodwracalnych i odwracalnych prowadzących ze stanu 1 do stanu 2 następuje wg I zasady termodynamiki taka sama zmiana energii du = dq nieodwr + da nieodwr, du = dq odwr + da odwr, (10) gdyż zależy wyłącznie od stanów początkowego i końcowego, a nie od drogi przejścia. Jednakże praca pobrana przez układ na drodze nieodwracalnej jest większa niż na drodze odwracalnej, a ciepło pobrane odpowiednio mniejsze. Ubytek doprowadzonego ciepła zredukowanego na każdej drodze nieodwracalnej jest pokryty przez zużycie pracy dq, które zawsze ma miejsce w procesach nieodwracalnych. Mamy więc S = 2 1 dq odwr T = 2 1 dq nieodwr T dq T. (11)
35 Entropia Wstęp zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki W przemianach odwracalnych przyrost entropii układu równy jest ubytkowi entropii zbiorników ciepła zasilających układ. W przemianach nieodwracalnych przyrost entropii układu jest większy niż ubytek entropii zbiorników ciepła. W układzie rozszerzonym, obejmującym również zbiorniki ciepła, entropia nie ulega zmianie w przemianach odwracalnych, rośnie w przemianach nieodwracalnych. Zachodzą ważne związki: ds = dq T = du T da T, (12) dq = T ds, da = du T ds. (13)
36 Spis treści Wstęp zjawisk nieodwracalnych Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
37 zjawisk nieodwracalnych III zasada termodynamiki Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Wzór (12) nie określa entropii jednoznacznie, dowolna stała dodana do S nie zmienia tego wzoru. Z teorii kwantów wynika, że jakikolwiek proces zachodzący w temperaturze 0 K nie powoduje wzrostu entropii. Jest to potwierdzenie sformułowanej jeszcze przed powstaniem teorii kwantów twierdzenia Nernsta (zwanego czasami III zasadą termodynamiki), że S = 0, dla T = 0 K. (14)
38 zjawisk nieodwracalnych Potencjały termodynamiczne Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Potencjały termodynamiczne - wielkości fizyczne związane z układem termodynamicznym, mają wymiar energii. Nazywane są potencjałami, ponieważ są odpowiednikami energii potencjalnej w mechanice. Cztery, najczęściej używane potencjały termodynamiczne określane są dla założonych stałych, nie zmieniających się w trakcie procesu par parametrów przemiany termodynamicznej: (S, V ), (T, V ), (S, P), lub (T, P), gdzie S - entropia, V - objętość, P - ciśnienie, T - temperatura. Nazwa potencjału Formuła Parametry przemiany Energia wewnętrzna U S, V, N i Swobodna energia Helmholtza A = U T S T, V, N i Entalpia H = U + P V S, P, N i Entalpia swobodna Gibbsa G = U + P V T S T, P, N i N i - liczba cząsteczek typu i. W układach, w których liczba cząsteczek poszczególnych typów nie zmienia się, parametr ten jest ignorowany.
39 zjawisk nieodwracalnych zjawisk nieodwracalnych klasyczna odróżnia zjawiska odwracalne i nieodwracalne, ale wszystkie jej wypowiedzi dotyczą tylko stanów równowagi, a nie przebiegu zjawisk. Entropia może być zdefiniowana tylko dla stanów równowagi lub stanów bardzo bliskich stanowi równowagi. Wraz z entropią zachowują sens wszystkie inne wielkości. W szczególności równanie Gibbsa TdS = du + pdv µ i dn i, (15) i wyrażające związek pomiędzy zmianą entropii, energii wewnętrznej, objętości i liczb moli materii.
40 Spis treści Wstęp zjawisk nieodwracalnych 1 Wstęp 2 Skale temperatur 3 Pierwsza zasada termodynamiki Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki 4 zjawisk nieodwracalnych
41 zjawisk nieodwracalnych Przewodnictwo ciepła Przewodnictwo ciepła, to zjawisko przepływu energii pomiędzy nierównomiernie ogrzanymi ciałami. W przypadku gazu polega ono na wzajemnym przekazywaniu energii molekuł w ich bezładnym ruchu cieplnym, w rezultacie prowadzącym do wyrównywania się (uśredniania) tej energii, a więc i miary ich energii kinetycznej, czyli temperatury. Dla ciał stałych w mikroskopowym opisie procesu przewodnictwa ciepła istotną rolę pełnią drgania sieci krystalicznej (fonony) i wzajemne oddziaływanie nośników prądu (gaz elektronowy).
42 zjawisk nieodwracalnych Przewodnictwo ciepła W przypadku stacjonarnym, przewodnictwo ciepła opisuje prawo wyrażone równaniem: Q = λ grad T, gdzie: Q - wektor gęstości strumienia cieplnego, λ - współczynnik przewodzenia ciepła, T - temperatura. Dla ciał stałych λ = λ e + λ s, (odpowiednio współczynniki przewodzenia ciepła dla gazu elektronowego i sieci krystalicznej). Przewodnictwo ciepła jest jednym ze zjawisk opisywanych przez teorię transportu.
43 zjawisk nieodwracalnych Przewodnictwo ciepła Przewodność cieplna, czyli inaczej nazywany współczynnik przewodnictwa ciepła, określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej. Jednostką współczynnika przewodzenia ciepła w układzie SI jest [J/(m s K)] = W m 1 K 1 (wat na metr kelwin).
44 zjawisk nieodwracalnych Przewodnictwo ciepła Przykład Dla ciała o kształcie prostopadłościanu (pręta) przewodzącego ciepło w warunkach stacjonarnych, ilość przekazanego ciepła jest zależna od substancji, proporcjonalna do przekroju ciała różnicy temperatur oraz czasu przepływu ciepła: Q = k S t T, L Z powyższego wynika, że: k = Q L t S T, gdzie k - współczynnik przewodnictwa cieplnego, Q - ilość ciepła przepływającego przez ciało, t - czas przepływu, L - długość (ciała) pręta, S - przekrój poprzeczny pręta, T - różnica temperatur w kierunku przewodzenia ciepła. Wzór ten jest prawdziwy tylko dla wymiany cieplnej odbywającej się tylko przez przewodzenie ciepła. Nie może występować promieniowanie cieplne ani konwekcja.
45 zjawisk nieodwracalnych Ciepło przepływa od miejsca o wyższej temperaturze do miejsca o niższej temperatury, następuje wyrównanie temperatur i po pewnym czasie następuje równowaga cieplna. Strumień ciepła przez zamkniętą powierzchnię (j ds). Z twierdzenia Gaussa - Ostrogradzkiego (j ds) = div jdv.
46 zjawisk nieodwracalnych Energia tracona przez element dv wskutek przewodnictwa na jednostkę czasu wynosi div jdv = div(λ grad T )dv. Z drugiej strony w elemencie dv może powstać lub znikać ciepło na skutek różnych innych procesów (reakcje chemiczne, promieniowanie, prąd elektryczny ciepło Joula). Niech f ilość ciepła zyskana w ciągu sekundy na jednostkę objętości. (f div j)dv (16) Tyle jednostek ciepła, idących na ogrzanie ciała, zyskuje element objętości.
47 zjawisk nieodwracalnych Wzrostowi temperatury T / t odpowiada dopływ ciepła c ρ T t dv, c ciepło właściwe, ρ gęstość ciała. Dopływ ten musi być pokryty przez ilość ciepła (16), czyli c ρ T t = f + div(λ grad T ). (17)
48 zjawisk nieodwracalnych Równanie różniczkowe (17) opisuje zjawiska we wnętrzu ciał. Należy uwzględnić jeszcze warunki brzegowe na powierzchni, np. utrzymywanie stałej (lub zmiennej) określonej temperatury w określonych obszarach powierzchni, lub też doprowadzamy lub odprowadzamy strumień ciepła.
49 zjawisk nieodwracalnych Równanie przewodnictwa cieplnego to równanie różniczkowe cząstkowe z warunkami brzegowymi Dirichleta, opisujące przepływ ciepła przy zadanym jego początkowym rozkładzie w ośrodku. Równanie ma postać: t u xu = 0, x R n, t R +, u(x, 0) = g(x), g : R n R, gdzie g(x) początkowy rozkład ciepła, u(x, t) szukana zależność rozkładu od czasu t.
50 zjawisk nieodwracalnych Rozwiązanie równania przewodnictwa Poszukujemy rozwiązań w klasie regularności u C 2 (R n [0, + )) C 0 (R n (0, + )). Rozwiązazaniem podstawowym równania przewodnictwa cieplnego jest: E(x, t) = (4πt) n/2 exp( x 2 ). 4t Można sprawdzić, że spełnia ono warunki: E(x, t)dx = 1, R n E t x E = 0.
51 zjawisk nieodwracalnych Nieskończenie szybkie rozchodzenie się ciepła Przypuśćmy, że g ma zwarty nośnik i na pewnej kuli B jest g > 0. Wówczas u(x, t) = g(y)e(x y, t) 0, R n dla każdego x R n, t > 0. Zatem ciepło dochodzi w dowolnie krótkim czasie do każdego punktu przestrzeni, czyli rozchodzi się nieskończenie szybko. Tak oczywiście w rzeczywistości nie jest, dlatego w praktyce często używa się równania przewodnictwa cieplnego z dodatkowymi członami, powodującymi zmianę typu równania różniczkowego.
52 Koniec? :-( Wstęp zjawisk nieodwracalnych Koniec wykładu 9
Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 4 -eoria ermodynamika Równanie stanu gazu doskonałego Izoprzemiany gazowe Energia wewnętrzna gazu doskonałego Praca i ciepło w przemianach gazowych Silniki cieplne
Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał
ermodynamika Energia wewnętrzna ciał Cząsteczki ciał stałych, cieczy i gazów znajdują się w nieustannym ruchu oddziałując ze sobą. Sumę energii kinetycznej oraz potencjalnej oddziałujących cząsteczek nazywamy
Podstawy fizyki wykład 6
Podstawy fizyki wykład 6 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Elementy termodynamiki Temperatura Rozszerzalność cieplna Ciepło Praca a ciepło Pierwsza zasada termodynamiki Gaz doskonały
= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A
Budowa materii Stany skupienia materii Ciało stałe Ciecz Ciała lotne (gazy i pary) Ilość materii (substancji) n N = = N A m M N A = 6,023 10 mol 23 1 n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek),
Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.
1 Ciepło jest sposobem przekazywania energii z jednego ciała do drugiego. Ciepło przepływa pod wpływem różnicy temperatur. Jeżeli ciepło nie przepływa mówimy o stanie równowagi termicznej. Zerowa zasada
Podstawy termodynamiki
Podstawy termodynamiki Temperatura i ciepło Praca jaką wykonuje gaz I zasada termodynamiki Przemiany gazowe izotermiczna izobaryczna izochoryczna adiabatyczna Co to jest temperatura? 40 39 38 Temperatura
Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA I 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html GAZY DOSKONAŁE Przez
Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12
Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12 atomu węgla 12 C. Mol - jest taką ilością danej substancji,
Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki
Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ emperatura Fenomenologicznie wielkość informująca o tym jak ciepłe/zimne
TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA
TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA Termodynamika - opisuje zmiany energii towarzyszące przemianom chemicznym; dział fizyki zajmujący się zjawiskami cieplnymi. Termochemia - dział chemii zajmujący się efektami
Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki
Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Temperatura Fenomenologicznie wielkość informująca o tym jak
WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami
WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami Zasada zerowa Kiedy obiekt gorący znajduje się w kontakcie cieplnym z obiektem zimnym następuje
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI Procesy odwracalne i nieodwracalne termodynamicznie, samorzutne i niesamorzutne Proces nazywamy termodynamicznie odwracalnym, jeśli bez spowodowania zmian w otoczeniu możliwy
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI Procesy odwracalne i nieodwracalne termodynamicznie, samorzutne i niesamorzutne Proces nazywamy termodynamicznie odwracalnym, jeśli bez spowodowania zmian w otoczeniu możliwy
Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki
Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Temperatura Fenomenologicznie wielkość informująca o tym jak
TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA
TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA Przedmiotem badań są własności układów makroskopowych w zaleŝności od temperatury. Układ makroskopowy Np. 1 mol substancji - tyle składników ile w 12 gramach węgla C 12 N
Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne
Wykład 3 Entropia i potencjały termodynamiczne dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 1 stycznia 2017 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki statystycznej
Układ termodynamiczny Parametry układu termodynamicznego Proces termodynamiczny Układ izolowany Układ zamknięty Stan równowagi termodynamicznej
termodynamika - podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny - wyodrębniona część otaczającego nas świata. Parametry układu termodynamicznego - wielkości fizyczne, za pomocą których opisujemy stan układu termodynamicznego,
Termodynamika. Cel. Opis układu niezależny od jego struktury mikroskopowej Uniwersalne prawa. William Thomson 1. Baron Kelvin
Cel Termodynamika Opis układu niezależny od jego struktury mikroskopowej Uniwersalne prawa Nicolas Léonard Sadi Carnot 1796 1832 Rudolf Clausius 1822 1888 William Thomson 1. Baron Kelvin 1824 1907 i inni...
Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały
Wykład 1 i 2 Termodynamika klasyczna, gaz doskonały dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 1 stycznia 2017 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki
b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.
Fizyka Z fizyką w przyszłość Sprawdzian 8B Sprawdzian 8B. Gaz doskonały przeprowadzono ze stanu P do stanu K dwoma sposobami: i, tak jak pokazano na rysunku. Poniżej napisano kilka zdań o tych przemianach.
Stany skupienia materii
Stany skupienia materii Ciała stałe Ciecze Płyny Gazy Plazma 1 Stany skupienia materii Ciała stałe - ustalony kształt i objętość - uporządkowanie dalekiego zasięgu - oddziaływania harmoniczne Ciecze -
Przegląd termodynamiki II
Wykład II Mechanika statystyczna 1 Przegląd termodynamiki II W poprzednim wykładzie po wprowadzeniu podstawowych pojęć i wielkości, omówione zostały pierwsza i druga zasada termodynamiki. Tutaj wykorzystamy
Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36
Wykład 1 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 5 października 2015 1 / 36 Podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny To zbiór niezależnych elementów, które oddziałują ze sobą tworząc integralną
T 1 > T 2 U = 0. η = = = - jest to sprawność maszyny cieplnej. ε = 1 q. Sprawność maszyn cieplnych. Z II zasady termodynamiki wynika:
Sprawność maszyn cieplnych. Z II zasady termodynamiki wynika: Zamiana ciepła na pracę przez cyklicznie działającą maszynę cieplną jest możliwa tylko przy wykorzystaniu dwóch zbiorników ciepła o różnych
b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.
Sprawdzian 8A. Gaz doskonały przeprowadzono ze stanu P do stanu K dwoma sposobami: i, tak jak pokazano na rysunku. Poniżej napisano kilka zdań o tych przemianach. a) Wybierz spośród nich wszystkie zdania
Elementy termodynamiki i wprowadzenie do zespołów statystycznych. Katarzyna Sznajd-Weron
Elementy termodynamiki i wprowadzenie do zespołów statystycznych Katarzyna Sznajd-Weron Wielkości makroskopowe - termodynamika Termodynamika - metoda fenomenologiczna Fenomenologia w fizyce: widzimy jak
Wykład 5. Początki nauki nowożytnej część 3 (termodynamika)
Wykład 5 Początki nauki nowożytnej część 3 (termodynamika) 1 Temperatura Termoskopy powietrzne Awicenna Santorio Santori (1612) pierwszy opis termometru powietrznego pierwszy rysunek termometru Robert
Elementy termodynamiki
Elementy termodynamiki Katarzyna Sznajd-Weron Katedra Fizyki Teoretycznej Politechnika Wrocławska 5 stycznia 2019 Katarzyna Sznajd-Weron (K4) Wstęp do Fizyki Statystycznej 5 stycznia 2019 1 / 27 Wielkości
Termodynamiczny opis przejść fazowych pierwszego rodzaju
Wykład II Przejścia fazowe 1 Termodynamiczny opis przejść fazowych pierwszego rodzaju Woda występuje w trzech stanach skupienia jako ciecz, jako gaz, czyli para wodna, oraz jako ciało stałe, a więc lód.
Zasady termodynamiki
Zasady termodynamiki Energia wewnętrzna (U) Opis mikroskopowy: Jest to suma średnich energii kinetycznych oraz energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych. Opis makroskopowy: Jest
Maszyny cieplne substancja robocza
Maszyny cieplne cel: zamiana ciepła na pracę (i odwrotnie) pracują cyklicznie pracę wykonuje substancja robocza (np.gaz, mieszanka paliwa i powietrza) która: pochłania ciepło dostarczane ze źródła ciepła
Wykład 4. Przypomnienie z poprzedniego wykładu
Wykład 4 Przejścia fazowe materii Diagram fazowy Ciepło Procesy termodynamiczne Proces kwazistatyczny Procesy odwracalne i nieodwracalne Pokazy doświadczalne W. Dominik Wydział Fizyki UW Termodynamika
Krótki przegląd termodynamiki
Wykład I Przejścia fazowe 1 Krótki przegląd termodynamiki Termodynamika fenomenologiczna oferuje makroskopowy opis układów statystycznych w stanie równowagi termodynamicznej bądź w stanach jemu bliskich.
Temperatura, ciepło, oraz elementy kinetycznej teorii gazów
Temperatura, ciepło, oraz elementy kinetycznej teorii gazów opis makroskopowy równowaga termodynamiczna temperatura opis mikroskopowy średnia energia kinetyczna molekuł Równowaga termodynamiczna A B A
TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku
TERMODYNAMIKA przykłady zastosowań I.Mańkowski I LO w Lęborku 2016 UKŁAD TERMODYNAMICZNY Dla przykładu układ termodynamiczny stanowią zamknięty cylinder z ruchomym tłokiem, w którym znajduje się gaz tak
Podstawy fizyki sezon 1 X. Elementy termodynamiki
Podstawy fizyki sezon 1 X. Elementy termodynamiki Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha Temodynamika
Podstawy termodynamiki
Podstawy termodynamiki Organizm żywy z punktu widzenia termodynamiki Parametry stanu Funkcje stanu: U, H, F, G, S I zasada termodynamiki i prawo Hessa II zasada termodynamiki Kierunek przemian w warunkach
Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne
Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne W3. Zjawiska transportu Zjawiska transportu zachodzą gdy układ dąży do stanu równowagi. W zjawiskach
Czym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
Chemia Fizyczna Technologia Chemiczna II rok Wykład 1. Kierownik przedmiotu: Dr hab. inż. Wojciech Chrzanowski
Chemia Fizyczna Technologia Chemiczna II rok Wykład 1 Kierownik przedmiotu: Dr hab. inż. Wojciech Chrzanowski Kontakt,informacja i konsultacje Chemia A ; pokój 307 Telefon: 347-2769 E-mail: wojtek@chem.pg.gda.pl
Wykład Temperatura termodynamiczna 6.4 Nierówno
ykład 8 6.3 emperatura termodynamiczna 6.4 Nierówność Clausiusa 6.5 Makroskopowa definicja entropii oraz zasada wzrostu entropii 6.6 Entropia dla czystej substancji 6.8 Cykl Carnota 6.7 Entropia dla gazu
Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ
Termodynamika Część 4 Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Pierwsza zasada termodynamiki procesy kwazistatyczne Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki,
wymiana energii ciepła
wymiana energii ciepła Karolina Kurtz-Orecka dr inż., arch. Wydział Budownictwa i Architektury Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych 1 rodzaje energii magnetyczna kinetyczna cieplna światło dźwięk
Stany równowagi i zjawiska transportu w układach termodynamicznych
Stany równowagi i zjawiska transportu w układach termodynamicznych dr hab. Jerzy Nakielski Katedra Biofizyki i Biologii Komórki plan wykładu: 1. Funkcje stanu dla termodynamicznego układu otwartego 2.
Termodynamika Część 7 Trzecia zasada termodynamiki Metody otrzymywania niskich temperatur Zjawisko Joule'a Thomsona Chłodzenie magnetyczne
Termodynamika Część 7 Trzecia zasada termodynamiki Metody otrzymywania niskich temperatur Zjawisko Joule'a Thomsona Chłodzenie magnetyczne Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Postulat Nernsta (1906):
Przemiany termodynamiczne
Przemiany termodynamiczne.:: Przemiana adiabatyczna ::. Przemiana adiabatyczna (Proces adiabatyczny) - proces termodynamiczny, podczas którego wyizolowany układ nie nawiązuje wymiany ciepła, lecz całość
Jednostki podstawowe. Tuż po Wielkim Wybuchu temperatura K Teraz ok. 3K. Długość metr m
TERMODYNAMIKA Jednostki podstawowe Wielkość Nazwa Symbol Długość metr m Masa kilogramkg Czas sekunda s Natężenieprąduelektrycznego amper A Temperaturatermodynamicznakelwin K Ilość materii mol mol Światłość
Przemiany energii w zjawiskach cieplnych. 1/18
Przemiany energii w zjawiskach cieplnych. 1/18 Średnia energia kinetyczna cząsteczek Średnia energia kinetyczna cząsteczek to suma energii kinetycznych wszystkich cząsteczek w danej chwili podzielona przez
Statyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał
Statyka Cieczy i Gazów Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał 1. Podstawowe założenia teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał: Ciała zbudowane są z cząsteczek. Pomiędzy cząsteczkami
3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:
Temat: Zmiany stanu skupienia. 1. Energia sieci krystalicznej- wielkość dzięki której można oszacować siły przyciągania w krysztale 2. Energia wiązania sieci krystalicznej- ilość energii potrzebnej do
Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).
Spis treści 1 Stan gazowy 2 Gaz doskonały 21 Definicja mikroskopowa 22 Definicja makroskopowa (termodynamiczna) 3 Prawa gazowe 31 Prawo Boyle a-mariotte a 32 Prawo Gay-Lussaca 33 Prawo Charlesa 34 Prawo
Równowaga w układach termodynamicznych. Katarzyna Sznajd-Weron
Równowaga w układach termodynamicznych. Katarzyna Sznajd-Weron Zagadka na początek wykładu Diagram fazowy wody w powiększeniu, problem metastabilności aktualny (Nature, 2011) Niższa temperatura topnienia
Wykład Praca (1.1) c Całka liniowa definiuje pracę wykonaną w kierunku działania siły. Reinhard Kulessa 1
1.6 Praca Wykład 2 Praca zdefiniowana jest jako ilość energii dostarczanej przez siłę działającą na pewnej drodze i matematycznie jest zapisana jako: W = c r F r ds (1.1) ds F θ c Całka liniowa definiuje
Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11
Spis treści Przedmowa... 10 1. WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11 2. PODSTAWOWE OKREŚLENIA W TERMODYNAMICE... 13 2.1. Układ termodynamiczny... 13 2.2. Wielkości fizyczne, układ jednostek miary... 14 2.3.
Równanie gazu doskonałego
Równanie gazu doskonałego Gaz doskonały to abstrakcyjny model gazu, który zakłada, że gaz jest zbiorem sprężyście zderzających się kulek. Wiele gazów w warunkach normalnych zachowuje się jak gaz doskonały.
Fizyka 14. Janusz Andrzejewski
Fizyka 14 Janusz Andrzejewski Egzaminy Egzaminy odbywają się w salach 3 oraz 314 budynek A1 w godzinach od 13.15 do 15.00 I termin 4 luty 013 poniedziałek II termin 1 luty 013 wtorek Na wykład zapisanych
Wykład 6. Klasyfikacja przemian fazowych
Wykład 6 Klasyfikacja przemian fazowych JS Klasyfikacja Ehrenfesta Ehrenfest klasyfikuje przemiany fazowe w oparciu o potencjał chemiczny. nieciągłość Przemiany fazowe pierwszego rodzaju pochodne potencjału
S ścianki naczynia w jednostce czasu przekazywany
FIZYKA STATYSTYCZNA W ramach fizyki statystycznej przyjmuje się, że każde ciało składa się z dużej liczby bardzo małych cząstek, nazywanych cząsteczkami. Cząsteczki te znajdują się w ciągłym chaotycznym
GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.
TERMODYNAMIKA GAZ DOSKONAŁY Gaz doskonały to abstrakcyjny, matematyczny model gazu, chociaż wiele gazów (azot, tlen) w warunkach normalnych zachowuje się w przybliżeniu jak gaz doskonały. Model ten zakłada:
WYBRANE ZAGADNIENIA Z TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ
Podstawowe pojęcia w termodynamice technicznej 1/1 WYBRANE ZAGADNIENIA Z TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ 1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE 1.1. Przedmiot i zakres termodynamiki technicznej Termodynamika jest działem fizyki,
Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny
Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Związek pomiędzy równaniem
CIEPŁO O ZNANE CZY NIEZNANE?
CIEPŁO O ZNANE CZY NIEZNANE? prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak 1 Temperatura 2 Temperatura jest wielkości cią charakteryzującą stopień nagrzania danego ciała. a. 3 Temperaturę ciała można określić jako
Temperatura, PRZYRZĄDY DO POMIARU TEMPERATURY
Temperatura, PRZYRZĄDY DO POMIARU TEMPERATURY Pojęcie temperatury jako miary stanu cieplnego kojarzy się z odczuciami fizjologicznymi Jeden ze parametrów stanu termodynamicznego układu charakteryzujący
Warunki izochoryczno-izotermiczne
WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne
Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5. Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego
Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5 Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego Czy przejście szkliste jest termodynamicznym przejściem fazowym?
1 Wymagania egzaminacyjne na egzamin maturalny - poziom rozszerzony: fizyka
1 Termodynamika 1 Wymagania egzaminacyjne na egzamin maturalny - poziom rozszerzony: fizyka 2005-2006 Termodynamika Standard 1. Posługiwanie się wielkościami i pojęciami fizycznymi do opisywania zjawisk
FIZYKA KLASA 7 Rozkład materiału dla klasy 7 szkoły podstawowej (2 godz. w cyklu nauczania)
FIZYKA KLASA 7 Rozkład materiału dla klasy 7 szkoły podstawowej (2 godz. w cyklu nauczania) Temat Proponowana liczba godzin POMIARY I RUCH 12 Wymagania szczegółowe, przekrojowe i doświadczalne z podstawy
Obiegi gazowe w maszynach cieplnych
OBIEGI GAZOWE Obieg cykl przemian, po przejściu których stan końcowy czynnika jest identyczny ze stanem początkowym. Obrazem geometrycznym obiegu jest linia zamknięta. Dla obiegu termodynamicznego: przyrost
mgr Anna Hulboj Treści nauczania
mgr Anna Hulboj Realizacja treści nauczania wraz z wymaganiami szczegółowymi podstawy programowej z fizyki dla klas 7 szkoły podstawowej do serii Spotkania z fizyką w roku szkolnym 2017/2018 (na podstawie
Milena Oziemczuk. Temperatura
Milena Oziemczuk Temperatura Informacje ogólne Temperatura jest jedną z podstawowych wielkości fizycznych w termodynamice i określa miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko
SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA II
SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA II Energia mechaniczna Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia.
Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku
w poprzednim odcinku 1 Kinetyczna teoria gazów AZ DOSKONAŁY Liczba rozważanych cząsteczek gazu jest bardzo duża. Średnia odległość między cząsteczkami jest znacznie większa niż ich rozmiar. Cząsteczki
1. PIERWSZA I DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI TERMOCHEMIA
. PIERWSZA I DRUGA ZASADA ERMODYNAMIKI ERMOCHEMIA Zadania przykładowe.. Jeden mol jednoatomowego gazu doskonałego znajduje się początkowo w warunkach P = 0 Pa i = 300 K. Zmiana ciśnienia do P = 0 Pa nastąpiła:
Termodynamika Termodynamika
Termodynamika 1. Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa 1980, 1987, 1993. 2. Jarosiński J., Wiejacki Z., Wiśniewski S.: Termodynamika, skrypt PŁ. Łódź 1993. 3. Zbiór zadań z termodynamiki
Termodynamika. Część 12. Procesy transportu. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ
Termodynamika Część 12 Procesy transportu Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Zjawiska transportu Zjawiska transportu są typowymi procesami nieodwracalnymi zachodzącymi w przyrodzie. Zjawiska te polegają
FIZYKA STATYSTYCZNA. d dp. jest sumaryczną zmianą pędu cząsteczek zachodzącą na powierzchni S w
FIZYKA STATYSTYCZNA W ramach fizyki statystycznej przyjmuje się, że każde ciało składa się z dużej liczby bardzo małych cząstek, nazywanych cząsteczkami. Cząsteczki te znajdują się w ciągłym chaotycznym
Równowagi fazowe. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny
Równowagi fazowe Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny Równowaga termodynamiczna Przemianom fazowym towarzyszą procesy, podczas których nie zmienia się skład chemiczny układu, polegają
Elementy tworzące świat i ich wzajemne oddziaływanie: b) zjawiska cieplne
Joanna Sowińska: Elementy tworzące świat i ich wzajemne oddziaływanie: b) zjawiska cieplne Temperatura. Skale termometryczne. Przedmioty znajdujące się w naszym otoczeniu mogą być gorące, ciepłe, chłodne
TERMODYNAMIKA Zajęcia wyrównawcze, Częstochowa, 2009/2010 Ewa Mandowska
1. Bilans cieplny 2. Przejścia fazowe 3. Równanie stanu gazu doskonałego 4. I zasada termodynamiki 5. Przemiany gazu doskonałego 6. Silnik cieplny 7. II zasada termodynamiki TERMODYNAMIKA Zajęcia wyrównawcze,
II Zasada Termodynamiki c.d.
Wykład 5 II Zasada Termodynamiki c.d. Pojęcie entropii i temperatury absolutnej II zasada termodynamiki dla procesów nierównowagowych Równania Gibbsa dla procesów quasistatycznych Równania Eulera Relacje
Termodynamika cz.1. Ziarnista budowa materii. Jak wielka jest liczba Avogadro? Podstawowe definicje. Notes. Notes. Notes. Notes
Termodynamika cz.1 dr inż. Ireneusz Owczarek CNMiF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 1 dr inż. Ireneusz Owczarek Termodynamika cz.1 Ziarnista budowa materii Ziarnista budowa
Wykład 4. II Zasada Termodynamiki
Wykład 4 II Zasada Termodynamiki Ogólne sformułowanie: istnienie strzałki czasu Pojęcie entropii i temperatury absolutnej Ćwiczenia: Formy różniczkowe Pfaffa 1 I sza Zasada Termodynamiki: I-sza zasada
Wykład 3. Zerowa i pierwsza zasada termodynamiki:
Wykład 3 Zerowa i pierwsza zasada termodynamiki: Termodynamiczne funkcje stanu. Parametry extensywne i intensywne. Pojęcie równowagi termodynamicznej. Tranzytywność stanu równowagi i pojęcie temperatury
Wykład FIZYKA I. 5. Energia, praca, moc. http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA I 5. Energia, praca, moc Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html ENERGIA, PRACA, MOC Siła to wielkość
Instrukcja do laboratorium z fizyki budowli.
Instrukcja do laboratorium z fizyki budowli. Ćwiczenie: Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła materiałów budowlanych Strona 1 z 5 Cel ćwiczenia Prezentacja metod stacjonarnych i dynamicznych pomiaru
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA I Budowa materii Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia. Uczeń: rozróżnia
ELEMENTY TERMODYNAMIKI
ELEMENTY TERMODYNAMIKI 8.1. Rozkład szybkości cząstek gazu Początkowo termodynamika zajmowała się badaniem właściwości cieplnych ciał i ich układów, bez analizowania ich mikroskopowej struktury. Obecnie
3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?
1. Która z podanych niżej par wielkości fizycznych ma takie same jednostki? a) energia i entropia b) ciśnienie i entalpia c) praca i entalpia d) ciepło i temperatura 2. 1 kj nie jest jednostką a) entropii
NAUKA O CIEPLE. Rys Związek temperatury w skali Fahrenheita z temperaturą w skali Celsjusza
NAUKA O CIEPLE W opisie zjawisk cieplnych wykorzystywane jest podejście zarówno makroskopowe jak i mikroskopowe. Dawniej zjawiska cieplne wiązano z istnieniem hipotetycznego ciepła (cieplika), czyli medium,
Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.
PARA WODNA 1. PRZEMIANY FAZOWE SUBSTANCJI JEDNORODNYCH Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia. Przy niezmiennym ciśnieniu zmiana wody o stanie początkowym odpowiadającym
Przemiany gazowe. 4. Który z poniższych wykresów reprezentuje przemianę izobaryczną: 5. Który z poniższych wykresów obrazuje przemianę izochoryczną:
Przemiany gazowe 1. Czy możliwa jest przemiana gazowa, w której temperatura i objętość pozostają stałe, a ciśnienie rośnie: a. nie b. jest możliwa dla par c. jest możliwa dla gazów doskonałych 2. W dwóch
CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ
CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ Ciepło i temperatura Pojemność cieplna i ciepło właściwe Ciepło przemiany Przejścia między stanami Rozszerzalność cieplna Sprężystość ciał Prawo Hooke a Mechaniczne
Spis treści. PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19
Spis treści PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19 Wykład 1: WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU 19 1.1. Wstęp... 19 1.2. Metody badawcze termodynamiki... 21 1.3.
WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA ROK SZKOLNY 2017/ ) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych
WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA ROK SZKOLNY 2017/2018 I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 1) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla
Dr Andrzej Bąk Wykład KRIOGENIKA
Dr Andrzej Bąk Wykład KRIOGENIKA KRIOGENIKA ZASTOSOWANIA TECHNICZNE 1. Droga do zera bezwzględnego rys historyczny 2. Termometria niskich temperatur termometry gazowe, ciśnieniowe, oporowe, magnetyczne,
Ciepła tworzenia i spalania (3)
Ciepła tworzenia i spalania (3) Standardowa entalpia tworzenia jest standardową entalpią związku 0 0 H = H Dla pierwiastków: Dla związków: H H 98 tw,98 0 tw, = C p ( ) d 98 0 0 tw, = Htw,98 + C p ( ) 98
Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne
Termodynamika zajmuje się badaniem efektów energetycznych towarzyszących procesom fizykochemicznym i chemicznym. Termodynamika umożliwia: 1. Sporządzanie bilansów energetycznych dla reakcji chemicznych
Wykład z Termodynamiki II semestr r. ak. 2009/2010
Wykład z Termodynamiki II semestr r. ak. 2009/2010 Literatura do wykładu 1. F. Reif - "Fizyka Statystyczna- PWN 1971. 2. K. Zalewski, - "Wykłady z termodynamiki fenomenologicznej i statystycznej- PWN 1978.
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ Instrukcja do ćwiczenia T-06 Temat: Wyznaczanie zmiany entropii ciała