CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ

Podobne dokumenty
FIZYKA CIAŁA STAŁEGO

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

Wykład 4. Przypomnienie z poprzedniego wykładu

3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:

Przemiany energii w zjawiskach cieplnych. 1/18

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SPRĘŻYSTOŚĆ MATERIAŁ. Właściwości materiałów. Właściwości materiałów

Nauka o Materiałach. Wykład VIII. Odkształcenie materiałów właściwości sprężyste. Jerzy Lis

1) Rozmiar atomu to około? Która z odpowiedzi jest nieprawidłowa? a) 0, m b) 10-8 mm c) m d) km e) m f)

WYKONUJEMY POMIARY. Ocenę DOSTATECZNĄ otrzymuje uczeń, który :

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

Równowagi fazowe. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

11. WŁASNOŚCI SPRĘŻYSTE CIAŁ

SPRAWDZENIE PRAWA HOOKE'A, WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA, WSPÓŁCZYNNIKA POISSONA, MODUŁU SZTYWNOŚCI I ŚCIŚLIWOŚCI DLA MIKROGUMY.

Świat fizyki Gimnazjum Rozkład materiału - WYMAGANIA KLASA I

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

Stany skupienia materii

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa...

Podstawy termodynamiki

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 5

Spotkania z fizyka 2. Rozkład materiału nauczania (propozycja)

Układ termodynamiczny Parametry układu termodynamicznego Proces termodynamiczny Układ izolowany Układ zamknięty Stan równowagi termodynamicznej

b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.

mgr Anna Hulboj Treści nauczania

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał

PLAN REALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA FIZYKI W GIMNAZJUM WRAZ Z OKREŚLENIEM WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH

SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA II

Równanie gazu doskonałego

ciało stałe ciecz gaz

GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

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

FIZYKA KLASA 7 Rozkład materiału dla klasy 7 szkoły podstawowej (2 godz. w cyklu nauczania)

Wykład 6. Klasyfikacja przemian fazowych

Plan wynikowy dla klasy II do programu i podręcznika To jest fizyka

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Utrwalenie wiadomości. Fizyka, klasa 1 Gimnazjum im. Jana Pawła II w Sułowie

Energia, właściwości materii

Warunki izochoryczno-izotermiczne

b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.

prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak

Termochemia elementy termodynamiki

CIEPŁO O ZNANE CZY NIEZNANE?

DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5. Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego

KOŃCOWOROCZNE KRYTERIA OCENIANIA Z FIZYKI DLA KLAS I. przygotowała mgr Magdalena Murawska

Konkurs fizyczny szkoła podstawowa. 2018/2019. Etap rejonowy

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY II GIMNAZJUM. ENERGIA I. NIEDOSTATECZNY - Uczeń nie opanował wiedzy i umiejętności niezbędnych w dalszej nauce.

PRACA Pracą mechaniczną nazywamy iloczyn wartości siły i wartości przemieszczenia, które nastąpiło zgodnie ze zwrotem działającej siły.

Wymagania edukacyjne z fizyki w klasie drugiej gimnazjum rok szkolny 2016/2017

Temperatura, ciepło, oraz elementy kinetycznej teorii gazów

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Właściwości cieplne Stabilność termiczna materiałów. Stabilność termiczna materiałów

FIZYKA CIEPŁO PRZEMIAN FAZOWYCH

Podstawy fizyki wykład 6

Kryteria oceny uczniów

Naprężenia i odkształcenia spawalnicze

WŁASNOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE ŚRÓDROCZNE I ROCZNE OCENY Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Defi f nicja n aprę r żeń

8. Przemiany stanu gazu doskonałego (II). 9. Cykl Carnota. Sprawność silnika cieplnego sprawność procesu przemiany ciepła w energię kinetyczną.

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z FIZYKI W KLASIE I GIMNAZJUM 2016/2017

Anna Nagórna Wrocław, r. nauczycielka chemii i fizyki. Plan pracy dydaktycznej na fizyce w klasach drugich w roku szkolnym 2016/2017

SPRAWDZANIE PRAWA HOOKE A I WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA

Fizyka 1 Wróbel Wojciech

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

MATERIAŁOZNAWSTWO vs WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW

Plan wynikowy. Klasa Wykonujemy pomiary

Kategorie celów poznawczych. Wymagania programowe. Uczeń umie: K + P konieczne + podstawowe R rozszerzające D dopełniające

Seria 2, ćwiczenia do wykładu Od eksperymentu do poznania materii

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Orzeczenie PPP

Tabela wymagań programowych i kategorii celów poznawczych

Wymagania edukacyjne z fizyki klasa II

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Orzeczenie PPP

Termodynamiczny opis przejść fazowych pierwszego rodzaju

DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny. Klasa 7

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

- podaje warunki konieczne do tego, by w sensie fizycznym była wykonywana praca

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA - KLASA VII. OCENA OSIĄGNIĘCIA UCZNIA Uczeń:

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

podać przykład wielkości fizycznej, która jest iloczynem wektorowym dwóch wektorów.

Konkurs fizyczny - gimnazjum. 2018/2019. Etap rejonowy

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z FIZYKI

Wymagania edukacyjne Fizyka klasa 2

Przedmiotowy System Oceniania Klasa 7

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Opinia PPP

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Opinia nr:

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

Wymagania programowe na oceny szkolne z podziałem na treści Fizyka klasa II Gimnazjum

Wymagania edukacyjne z fizyki dla klasy 7

Wymagania edukacyjne z fizyki w klasie VII szkoły podstawowej. nauczyciel prowadzący: Mirosława Hojka

Wymagania edukacyjne z fizyki dla kl. 1 Gimnazjum Publicznego im. Jana Pawła II w Żarnowcu w roku szkolnym 2016/2017

Czy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak

1. Dynamika WYMAGANIA PROGRAMOWE Z FIZYKI W KLASIE II GIMNAZJUM. Ocena dopuszczająca dostateczna dobra bardzo dobra Uczeń:

PLAN WYNIKOWY Z FIZYKI DLA KLASY SIÓDMEJ W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 Dział I: Wykonujemy pomiary 13 godzin. Wymagania rozszerzone i dopełniające Uczeń:

Anna Nagórna Wrocław, r. nauczycielka chemii i fizyki. Plan pracy dydaktycznej na fizyce w klasach drugich w roku szkolnym 2015/2016

Transkrypt:

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 własności ciał stałych Politechnika Opolska Opole University of Technology www.po.opole.pl Wydział InżynierIi Produkcji i Logistyki Faculty of Production Engineering and Logistics www.wipil.po.opole.pl

CIEPŁO I TEMPERATURA Wielkością charakteryzującą stan ogrzania ciała jest temperatura podawana w pewnej wybranej skali (K, o C, o F). Ciepło jest formą przekazu energii między układem a jego otoczeniem na skutek istniejącej między nimi różnicy temperatur (zawsze od ciała o temp. wyższej do ciała o temp. niższej). Inną formą przekazu energii jest praca - układ (ciało) może ją wykonywać lub może być ona wykonywana nad nim. Energia wewnętrzna (U) to całkowita energia kinetyczna (ruchu cieplnego) i potencjalna (wzajemnego oddziaływania) wszystkich cząsteczek składających się na daną substancję. Proces przekazywania ciepła nazywamy transportem energii lub przewodzeniem ciepła. Ciepło podobnie jak pracę i energię wyrażamy w dżulach [J] lub kaloriach [cal]. 1cal = 4,186 [J]

POJEMNOŚĆ CIEPLNA I CIEPŁO WŁAŚCIWE Substancje różnią się od siebie pod względem ilości ciepła niezbędnego do wywołania określonego wzrostu temp. danej masy. Pojemność cieplna (C) - stosunek ilości energii ΔQ dostarczonej do ciała w postaci ciepła, do odpowiadającego tej energii przyrostu temperatury ΔT. C Ciepło właściwe (c) - pojemność cieplna przypadająca na jednostkę masy (masowe ciepło właściwe) lub jednostkę ilości materii (molowe ciepło właściwe). c ΔQ ΔT ΔQ mδt Aby ciepło właściwe było określone jednoznacznie należy podać ściśle warunki (ciśnienie c p lub objętość c V ) w jakich ciepło ΔQ dostarczane było do próbki.

CIEPŁO WŁAŚCIWE (w pokojowej temp. i pod ciśnieniem atm.) Substancja Ciepło właściwe c p [ J / kg K ] złoto 129 szkło 837 marmur 86 aluminium 9 drewno 17 para wodna (1 o C) 21 woda 4181

L = 3.33 1 5 [J/kg] c. topnienia lodu CIEPŁO PRZEMIANY Dostarczenie energii cieplnej do układu (ciała) może prowadzić do jego ogrzania lub jego przemiany fazowej. Przemiana - proces przejścia układu (ciała) z jednego stanu równowagi w inny pod wpływem jakiegoś czynnika zewnętrznego. Ciepło przemiany (L) - stosunek ciepła potrzebnego do zajścia przemiany w danej substancji do masy tej substancji. L Q/m L = 2.26 1 6 [J/kg] c. parowania wody woda + para para woda + lód woda lód Energia dostarczona [J]

PRZEJŚCIA MIĘDZY STANAMI Stany skupienia w jakich może występować ciało, nazywamy również fazami ciała. Fazę ciała charakteryzują trzy wielkości makroskopowe: ciśnienie (p), temperatura (T), WYKRES RÓWNOWAGI FAZOWEJ WODY objętość (V). Przemiany fazowe: sublimacja (S G), resublimacja (G S). topnienie (S C), krzepnięcie (C S), parowanie (C G), skraplanie (G C), wrzenie (C G). 273,16 K * temp. punktu potrójnego wody Wykres równowagi fazowej można sporządzić dla dowolnego ciała (niektóre mogą występować w więcej niż trzech fazach więcej krzywych i punktów potrójnych). (S) A (C) B (G) C (c k, T k, V k )

DIAGRAM FAZOWY WĘGLA diament ciecz grafit gaz Wykres równowagi fazowej węgla (więcej niż trzy fazy więcej krzywych, dwa punkty potrójne i przejścia fazowe polegające na zmianie sieci krystalicznej).

Objętość ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA WODY Przy zwiększaniu temperatury ciała jego atomy i cząsteczki poruszają się szybciej wykazując tendencję do oddalania się od siebie (rozszerzanie się ciał). średnia odległość międzyatomowa x - odległość międzyatomowa - średnia odległość atomów H 2 O wzrost energii wewnętrznej ciała E 1 E 3 prowadzi do zwiększenia średniej odległości pomiędzy atomami Temperatura Wszystkie ciała, z nielicznymi wyjątkami (woda), niezależnie od stanu skupienia rozszerzają się przy ogrzewaniu i kurczą przy oziębianiu. Najmniejszą objętość, a zatem największą gęstość woda ma w temperaturze 4 o C, poniżej o C woda zamienia się w lód, którego objętość jest znacznie większa, a gęstość mniejsza (lód pływa po wodzie). Zmiana gęstości ogrzewanych ciał: ρ ρ *ρ - gęstość ciała w temp. T 1 γδt

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA Ogrzewanie ciał stałych, cieczy i gazów skutkuje zmianą: wymiarów liniowych powierzchni objętości ΔV γ ΔS S γv ΔT Δl α (dla ciał izotropowych) ΔV V ΔT ΔS S ΔT ΔT αl ΔT Δl l ΔT *α - współczynnik rozszerzalności liniowej *β - współczynnik rozszerzalności powierzchniowej *γ - współczynnik rozszerzalności objętościowej Δl l ΔS ΔT, 2 ΔT, S ΔV V 3 ΔT

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA nie złączone złączone

SPRĘŻYSTOŚĆ Każde ciało poddane działaniu zewnętrznych sił zmienia swą objętość lub kształt lub obie te cechy jednocześnie (zmiany te zależą od ułożenia atomów i wiązań między nimi). Sprężystość (elastyczność) - odwracalna zmiana kształtu lub objętości ciała pod wpływem deformujących sił zewnętrznych (wielkość odkształceń sprężystych jest wprost proporcjonalna do wielkości sił odkształcających). σ = F S, ε = L L Pr. Hooke a σ = 1 k ε PRAWO HOOKE a Naprężenie ciała (σ) odkształconego sprężyście jest proporcjonalne do względnego odkształcenia tego ciała (ε). * gdzie współczynnik sprężystości (k) jest zależny od właściwości materiału, z którego wykonane jest ciało (przyjmuje różne wartości liczbowe, nazwy i oznaczenia w zależności od rodzaju odkształcenia)

NAPRĘŻANIE I SPRĘŻANIE Ciało rozciągnięte jest w stanie naprężenia, podczas ściskania doznaje sprężania. Sprężanie powoduje skrócenie i pogrubienie, naprężanie - wydłużenie i zwężenie. Współczynnik Poissona - stosunek odkształcenia poprzecznego do odkształcenia podłużnego przy osiowym stanie naprężenia (nie określa sprężystości materiału tylko sposób w jaki ciało się odkształca). ε' Δd d * wielkość bezwymiarowa (.25 μ.5) μ ε ΔL L d E - moduł Younga (jednostronne ściskanie lub rozciąganie) G - moduł sztywności (ścinanie) B - moduł ściśliwości objętościowej (wszechstronne ściskanie lub rozciąganie hydrostatyczne)