WYKŁAD 1. W przypadku zbiornika zawierającego gaz, stan układu jako całości jest opisany przez: temperaturę, ciśnienie i objętość.

Podobne dokumenty
Termodynamika statystyczna A. Wieloch Zakład Fizyki Gorącej Materii IFUJ

Wykład 11. Pompa ciepła - uzupełnienie II Zasada Termodynamiki Entropia w ujęciu termodynamicznym c.d. Entropia w ujęciu statystycznym

Pędu Momentu pędu Ładunku Liczby barionowej. Przedmiot: Fizyka. Przedmiot: Fizyka. Wydział EAIiE Kierunek: Elektrotechnika.

Pęd, d zasada zac zasad a zac owan owan a p a p du Zgod Zg n od ie n ie z d r d u r g u im g pr p a r wem e N ew e tona ton :

Wykład Półprzewodniki

Oddziaływania fundamentalne

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Energia. Zdolność do wykonywania pracy lub produkowania ciepła

Siła tarcia. Tarcie jest zawsze przeciwnie skierowane do kierunku ruchu (do prędkości). R. D. Knight, Physics for scientists and engineers

m q κ (11.1) q ω (11.2) ω =,

23 PRĄD STAŁY. CZĘŚĆ 2

Graf skierowany. Graf zależności dla struktur drzewiastych rozgrywających parametrycznie

PRĄD ELEKTRYCZNY I SIŁA MAGNETYCZNA

20 ELEKTROSTATYKA. PRAWO COULOMBA.

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

Uwagi: LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie nr 16 MECHANIKA PĘKANIA. ZNORMALIZOWANY POMIAR ODPORNOŚCI MATERIAŁÓW NA PĘKANIE.

Jądra atomowe jako obiekty kwantowe. Wprowadzenie Potencjał jądrowy Spin i moment magnetyczny Stany energetyczne nukleonów w jądrze Prawo rozpadu

Wykład 15. Reinhard Kulessa 1

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

- substancje zawierające swobodne nośniki ładunku elektrycznego:

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Wykład Praca (1.1) c Całka liniowa definiuje pracę wykonaną w kierunku działania siły. Reinhard Kulessa 1

Rozdział V WARSTWOWY MODEL ZNISZCZENIA POWŁOK W CZASIE PRZEMIANY WODA-LÓD. Wprowadzenie

PRZENIKANIE PRZEZ ŚCIANKĘ PŁASKĄ JEDNOWARSTWOWĄ. 3. wnikanie ciepła od ścianki do ośrodka ogrzewanego

Źródła pola magnetycznego

ROZWIĄZUJEMY PROBLEM RÓWNOWAŻNOŚCI MASY BEZWŁADNEJ I MASY GRAWITACYJNEJ.

XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Nierelatywistyczne równania ruchu = zasady dynamiki Newtona

TECHNIKI INFORMATYCZNE W ODLEWNICTWIE

WYMAGANIA NA OCENĘ DOPUSZCZAJĄCY Z FIZYKI W KLASIE DRUGIEJ (cały rok szkolny)

II.6. Wahadło proste.

Statyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał

Na skutek takiego przemieszcznia ładunku, energia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o:

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

należą do grupy odbiorników energii elektrycznej idealne elementy rezystancyjne przekształcają energię prądu elektrycznego w ciepło

Moment pędu w geometrii Schwarzshilda

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA

WYKŁAD 11 OPTYMALIZACJA WIELOKRYTERIALNA

Uniwersytet Warszawski Teoria gier dr Olga Kiuila LEKCJA 2

Wykład z Termodynamiki II semestr r. ak. 2009/2010

Guma Guma. Szkło Guma

1. Ciało sztywne, na które nie działa moment siły pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem obrotowym jednostajnym.

2 Przykład C2a C /BRANCH C. <-I--><Flux><Name><Rmag> TRANSFORMER RTop_A RRRRRRLLLLLLUUUUUU 1 P1_B P2_B 2 S1_B SD_B 3 SD_B S2_B

ι umieszczono ladunek q < 0, który może sie ι swobodnie poruszać. Czy środek okregu ι jest dla tego ladunku po lożeniem równowagi trwa lej?

Szczególna i ogólna teoria względności (wybrane zagadnienia)

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Warunki izochoryczno-izotermiczne

dr inż. Zbigniew Szklarski

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

PRACA MOC ENERGIA. Z uwagi na to, że praca jest iloczynem skalarnym jej wartość zależy również od kąta pomiędzy siłą F a przemieszczeniem r

L(x, 0, y, 0) = x 2 + y 2 (3)

Badanie właściwości magnetyczne ciał stałych

Wykład: praca siły, pojęcie energii potencjalnej. Zasada zachowania energii.

dr inż. Zbigniew Szklarski

Krótki przegląd termodynamiki

Wykład 5: Dynamika. dr inż. Zbigniew Szklarski

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

PRZEMIANA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W CIELE STAŁYM

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

ĆWICZENIE 3 REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Ruch obrotowy. Wykład 6. Wrocław University of Technology

Przygotowanie do Egzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe

Ćwiczenie 9 ZASTOSOWANIE ŻYROSKOPÓW W NAWIGACJI

Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

GRAWITACJA. przyciągają się wzajemnie siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości r.

OCZYSZCZANIE POWIETRZA Z LOTNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI. W roku 1820 Oersted zaobserwował oddziaływanie przewodnika, w którym płynął

Akrecja sferyczna. charakterystyczna odległość, na jakiej zmieniają się warunki. W typowej sytuacji:

Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny

Siła. Zasady dynamiki

Zasady zachowania, zderzenia ciał

Elektrostatyka. A. Sieradzki IF PWr. Ogień Świętego Elma

Termodynamika program wykładu

Dobór zmiennych objaśniających do liniowego modelu ekonometrycznego

Elementarne przepływy potencjalne (ciąg dalszy)

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 10 7.XII Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy I gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Aerodynamika i mechanika lotu

WPROWADZENIE. Czym jest fizyka?

DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

Grzegorz Kornaś. Powtórka z fizyki

Wybrane zagadnienia z elektryczności

Podstawy dyfuzji.

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Prawo powszechnego ciążenia Newtona

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Teoria Względności. Czarne Dziury

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

REZONATORY DIELEKTRYCZNE

Energia w geometrii Schwarzshilda

Nośniki swobodne w półprzewodnikach

ELEKTROMAGNETYCZNE DRGANIA WYMUSZONE W OBWODZIE RLC. 1. Podstawy fizyczne

Atom (cząsteczka niepolarna) w polu elektrycznym

dr inż. Zbigniew Szklarski

LITERATURA Resnick R., Holliday O., Acosta V., Cowan C. L., Graham B. J., Wróblewski A. K., Zakrzewski J. A., Kleszczewski Z., Zastawny A.

Transkrypt:

WYKŁAD 1 Pzedmiot badań temodynamiki. Jeśli chcemy opisać układ złożony z N cząstek, to możemy w amach mechaniki nieelatywistycznej dla każdej cząstki napisać ównanie uchu: 2 d i mi = Fi, z + Fi, j, i, j =1,..., N (1) 2 dt i, j, i j gdzie - wypadkowa sił zewnętznych działających na cząstkę, F i, z F ij - siła z jaką j-ta cząstka działa na i-tą cząstkę, F ij = F ji - siły niutonowskie. Rozwiązanie układu ównań (1) w ogólnym jest badzo tudne. Można ozwiązać ten układ dla N= 2, edukując poblem zagadnienia dwóch ciał do zagadnienia jednego ciała. Już w pzypadku N=3 nie da się znaleźć ogólnego ozwiązania analitycznego, choć można je obliczyć z dużą dokładnością metodami numeycznymi. W pzyodzie jesteśmy otoczeni układami składającymi się z badzo dużej ilości cząstek. Pzykład: W 1 cm 3 gazu liczba cząstek N jest zędu 10 19. Dla takiego układu ozwiązanie ównań (1) jest niewykonalne. Opis metodami statystycznymi. W pzypadku zbionika zawieającego gaz, stan układu jako całości jest opisany pzez: tempeatuę, ciśnienie i objętość. Paamety makoskopowe Takie paamety są związane ze śednimi watościami paametów opisujących stan poszczególnych cząstek. b Paamety mikoskopowe 1

Możemy za pomocą następującego diagamu zdefiniować pzedmiot badań temodynamiki i fizyki statystycznej: Paamety mikoskopowe <v>, <E k >, <v 2 > b Fizyka statystyczna Temodynamika fenomenologiczna Funkcje temodynamiczne: U enegia wewnętzna S entopia H entalpia F enegia swobodna G entalpia swobodna Pzykłady układów, któymi się zajmujemy: - gazy, ciecze, ciała stałe - gaz elektonowy w metalach - istoty żywe - gomady gwiazd, galaktyki - mateia jądowa - plazma kwakowo-gluonowa 2

Możemy badania powadzić na óżnym poziomie : Własności makoskopowe V,p T (V objętość, p ciśnienie, T tempeatua) L T (L długość pęta) R T (R opó elektyczny) Układ Peltiea: - obniżenie tempeatuy kosztem pacy pądu elektycznego - wytwazanie siły elektomotoycznej SEM kosztem dostaczonej enegii cieplnej Stany skupienia mateii: pzemiany fazowe (lód woda paa wodna) b Stuktua mikoskopowa Podstawowe pojęcia temodynamiki: Definicja Układ temodynamiczny wyodębniony w jakiś sposób z otoczenia wycinek świata mateialnego Definicja Układ odosobniony (izolowany) układ któy nie wymienia z otoczeniem ani mateii ani enegii.. Pzykład: układ odosobniony. Ścianki adiabatyczne izolujące cieplnie układ od otoczenia. (np. ścianki naczynia Dewaa) Jest to układ: - wieloodny (zawiea dwie fazy) - jednoskładnikowy (zawiea tylko wodę) Definicja Układ otwaty układ któy może wymieniać z otoczeniem zaówno enegię (pzewodnictwo cieplne, pomieniowanie) jak i mateię (np. pzez paowanie). Pzykład: woda w otwatym naczyniu. 3

Definicja Stan ównowagi temodynamicznej stan układu, któy jest niezmienny w czasie. Doświadczenie poucza nas, że układ izolowany niezależnie od swojego stanu początkowego dochodzi do stanu ównowagi temodynamicznej po odpowiednio długim czasie (czas elaksacji). W fizyce statystycznej stan ównowagi jest to stan o maksymalnym pawdopodobieństwie. Rozważmy dwa izolowane układy A i B: Teaz łączymy układy ścianką diatemiczną, pozwalającą na pzepływ ciepła: Połączony układ dojdzie do ównowagi temodynamicznej. Podukłady A i B połączonego układu będą w ównowadze między sobą. Rozważmy tzy układy A,B i C: A i B są w ównowadze B i C są w ównowadze temodynamicznej temodynamicznej A i C są w ównowadze temodynamicznej nazywamy to zeową zasadą temodynamiki. 4

Paamety opisujące układ: paamety makoskopowe: m - masa, ρ - gęstość, V - objętość, p - ciśnienie, T- tempeatua, E - natężenie pola elektycznego itd. paamety zewnętzne: opisują własności otoczenia, któe wpływają na stan układu. Będą to kształt i objętość układu oaz siły zewnętzne działające na układ. paamety wewnętzne: ciśnienie, gęstość, tempeatua itd. paamety intensywne/ekstensywne : intensywne niezależne od ilości mateii (np. ρ, p, T) ekstensywne (addytywne) popocjonalne do ilości mateii (np. V, m, S - entopia) Definicja Poces temodynamiczny każda zmiana układu, pzy któej zmienia się watość choćby jednego z paametów. Definicja Pocesy kwazistatyczne odbywające się z nieskończenie małą pędkością, tzn. układ w każdej chwili jest w stanie ównowagi (taki poces to ciąg stanów ównowagi poces ównowagowy) p A B V Kyteium kwazistatyczności pocesu: Jeśli A jest paametem ulegającym zmianie A w czasie elaksacji τ, to poces jest kwazistatyczny gdy: da A << dt τ Poces kwazistatyczny jest pocesem odwacalnym. Aby poces był odwacalny, żądamy by po powocie układu ze stanu końcowego do początkowego ównież otoczenie układu znalazło się z powotem w stanie początkowym. Definicja Poces niekwazistatyczny każdy poces zachodzący ze skończoną szybkością. W stanach pośednich nie istnieją watości p i T, któe chaakteyzowałyby cały układ, w układzie istnieją gadienty ciśnienia i tempeatuy. Jest to poces nieodwacalny. 5

Pzykład: poces odwacalny. Jeżeli odważników jest dużo i są małe ( m 0), to poces ten jest odwacalny. Otoczenie układu powóciło do stanu początkowego. Pzykład: poces nieodwacalny. Otoczenie nie powóciło do stanu początkowego. pzypadek 1 pzypadek 4! 6