1 / 49

Hőtan

Hőtan. Készítette: Horváth Zoltán. Tartalom. A nyomás fogalma. Szilárd testek lineáris hőtágulása. Fázisok, Fázis átalakulások. Hőmérséklet, hőmérés. A nyomás fogalma. Definíció:.

hart
Download Presentation

Hőtan

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Hőtan Készítette: Horváth Zoltán

  2. Tartalom A nyomás fogalma Szilárd testek lineáris hőtágulása Fázisok, Fázis átalakulások Hőmérséklet, hőmérés

  3. A nyomás fogalma Definíció: Egy felületre ható merőleges irányú nyomóerő és a nyomott felület nagyságának hányadosát nyomásnak nevezzük. Jele: p Kiszámításának módja: Ahol F a felületre merőleges irányú nyomóerő nagyságát,A pedig a nyomott felület nagyságát jelöli. Mértékegysége: Pa (Pascal) Használatos mértékegységek: Hgmm; Atm; Bar; Torr; …

  4. A hidrosztatikai nyomás fogalma Definíció: A folyadékoszlop súlyából származó nyomóerő és a nyomott felület nagyságának hányadosát hidrosztatikai nyomásnak nevezzük. Jele: ph Kiszámításának módja: Ahol m a folyadékoszlop tömegét, g pedig a nehézségi gyorsulást jelöli. Használjuk fel a sűrűség képletes definíciójának átrendezését! Ahol ρa folyadék sűrűségét, V a térfogatát jelöli. Egy hasáb térfogatát a következőképen számoljuk ki: Ahol h az oszlop magasságát jelöli. Mértékegysége: Pa (Pascal)

  5. Mekkora a hidrosztatikai nyomás egy 25m mély bányató mélyén? A tó mélyén a víz nyomása 250 000Pa.

  6. Mekkora a hidrosztatikai nyomás egy 250m mélységben egy óceánban? Az óceánban 250 m mélységben 2575 KPa a nyomás értéke.

  7. Mekkora a hidrosztatikai nyomás a Marianna-árok mélyén? A Föld legmélyebb pontján kb 13,65 MPa a nyomás értéke .

  8. Szilárd testek lineáris hőtágulása Lineáris, vagy hosszanti hőtágulásnak nevezzüka testek olyan alakváltozását, amely során a szilárdtest hosszának változása a hőmérséklet-változás hatására következik be. Egy adott test lineáris méretének változása: * egyenesen arányos a hőmérséklet megváltozásával; * egyenesen arányos az eredeti hosszával; * egyenesen arányos a testek anyagi minőségével; Az anyagi állandót lineáris hőtágulási tényezőnek nevezzük. Mértékegysége:

  9. Mennyivel növekszik meg a hossza annak a 100mhosszúságú alumínium-huzalnak, amelynek a hőmérséklete 15 oC-ról 45 oC-ra nő meg? A 30oC-os100m hosszú alumínium huzal hossza 30oC-os Melegedés hatására 7,2 cm-rel nyúlik meg.

  10. Mennyire növekszik meg a hossza annak a 18mhosszúságú vasúti sínnek, amelynek a hőmérséklete -10 oC-ról 40 oC-ra nő meg? A -10oC-os18m hosszú vasúti sín hossza 50oC-os melegedés hatására 9,9 mm-rel nyúlik meg. A vasúti sín hossza 18,0099m-re változik meg ilyen környezeti hatásra.

  11. Mekkora volt a hőmérsékletváltozás, illetve mennyi lettaz új hőmérséklet, ha az eredetileg 35 oC-os, 30m magasAl oszlop hossza 29,9m-re változott? Az alumínium oszlop hőmérséklete kb 139oC-kal csökkenhetett. Ilyen hideget a Földön még nem mértek!

  12. Állapotjelzők • Nyomás • Jele: p Mértékegysége: Pa • Térfogat • Jele: V Mértékegysége: m3 • Részecskeszám • Jele: N • Hőmérséklet • Jele: T Mértékegysége: K

  13. Hőmérséklet • A hőmérséklet az anyagok egyik fizikai jellemzője, állapothatározó. Változása szorosan összefügg az anyag más makroszkopikus tulajdonságainak változásával. • Az ember elsősorban tapintás útján, a hőérzettel észleli, másodsorban hőmérő segítségével. • A hőtan, más néven termodinamika tudományának egyik alapfogalma.

  14. Celsius féle hőmérő Hőmérők Kelvin féle hőmérő Víz forráspontja normális, 100KPa nyomáson 100 oC 373 K 212 oF 27 oC víz hőmérsékletenormális, 100KPa nyomáson 27 oC 300K 80,6 oF Víz fagyáspontja normális, 100KPa nyomáson 0 oC 273 K 32 oF -273,16 oC 0 K -459,7 oF Legalacsonyabb hőmérséklet Fahrenheit féle hőmérő

  15. A hő mérése

  16. Termodinamika főtételei I. Főtétel (A belső energia és a tágulási munka) A rendszer belső energiájának megváltozása egyenlő a „kívülről a rendszerhez vezetett” hőmennyiségnek és munkának az összegével. (Clausius, 1822-1888)

  17. II. Főtétel Másodfajú perpetum mobile nem létezik. III. Főtétel Az abszolút hőmérsékleti skálán a zérus fok megközelíthető, de el nem érhető

  18. Fázisátalakulásokjelenségek

  19. Olvadás Olvadásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során szilárd halmazállapotú anyagból folyékony halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: A jég vízzé olvad

  20. Párolgás Párolgásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során folyékony halmazállapotú anyagból légnemű halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: A víz vízgőzzé párolog Párolgáskor a folyadékból a viszonylag legnagyobb sebességű molekulák távoznak el. A párolgás következtében a folyadék lehűl.

  21. Párolgás sebessége A párolgás intenzitása függ:  Az anyagi minőségtől  A párolgó felületnagyságától  A párolgó anyag rétegvastagságától  A környezet páratartalmától  A folyadék hőmérsékletétől  A környezet nyomásától  A párolgó cseppátmérőjétől

  22. Lecsapódás Lecsapódásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során Légnemű halmazállapotú anyagból folyékony halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: A vízgőz hideg felületen vízzé csapódik le.

  23. Fagyás Fagyásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során folyékony halmazállapotú anyagból szilárd halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: A víz jéggé fagy.

  24. Szublimáció Szublimációnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során szilárd halmazállapotú anyagból légnemű halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: Jód, kámfor, szárazjég

  25. Kondenzáció Kondenzációnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során légnemű halmazállapotú anyagból szilárd halmazállapotú anyag keletkezik. Példa: Jód, kámfor, szárazjég

  26. Halmazállapotok, fázisok (Szupravezető) Szilárd Olvadás Fagyás Szublimáció Folyékony Kondenzáció Párolgás Lecsapódás Légnemű Plazma

  27. Fajhő • Egy test fajhője megmutatja, hogy mennyi energiát kell befektetni ahhoz, hogy az 1 kg tömegű testet 1 K fokkal felmelegítsük! • Jele: c • Mértékegysége:

  28. Olvadáshő • Egy szilárd test olvadáshője megmutatja, hogy mennyi energia kell az 1kg tömegű test megolvasztásához. • Jele: • Mértékegysége:

  29. Mennyi energia kell ahhoz, hogy elolvasszunk 5kg 0oC-os jeget? A jég megolvasztásához 1668,7 kJ energia szükséges.

  30. Forrás • Az a jelenség, amely akkor jön létre, amikor az anyag belsejében gőzfázis keletkezik, és a gőz buborék formájában távozik a folyadékból. Forráspontnak nevezzük azt a hőmérsékletet, amelyen a forrás bekövetkezik. A tiszta víz egyik tulajdonsága, hogy óvatosan melegítve a víz túlhevíthető. Ebben az állapotában nagyon instabil. Egy beeső porszem, vagy rázás hatására a víz robbanásszerűen gőzzé alakul. Ez a jelenség sokszor okozott kazánrobbanást.

  31. Forráshő • Egy folyékony anyag forráshője megmutatja, hogy mennyi energia kell az 1kg tömegű test elforralásához. • Jele: • Mértékegysége:

  32. Néhány anyag forráspontja és forráshője

  33. Hőtani feladatok

  34. Kalorimetrikus feladatok

  35. 2 dl 20oC-os vízhez egy jól hőszigetelt termoszba öntünk 3 dl forró vizet. Mekkora lesz a hőmérséklete a folyadéknak a hőkiegyenlítődés után? Fontosabb észrevételek: Nincs halmazállapot-változás Azonos fázisú anyagok Azonos fajhő:c1=c2 Azonos anyagok Mindkét anyagnak ugyanannyivalváltozik a belső energiája 68oC lesz a folyadék hőmérséklete a termoszban.

  36. 3 dl 10oC-os vízhez egy jól hőszigetelt termoszba öntünk 7 dl forró vizet. Mekkora lesz a hőmérséklete a folyadéknak a hőkiegyenlítődés után? Fontosabb észrevételek: Nincs halmazállapot-változás Azonos fázisú anyagok Azonos fajhő:c1=c2 Azonos anyagok Mindkét anyagnak ugyanannyivalváltozik a belső energiája 73oC lesz a folyadék hőmérséklete a termoszban.

  37. 15 liter 16oC-os vízhez egy jól hőszigetelt edénybe mennyi forró vizet kell önteni, hogy a hőkiegyenlítődés után a kialakuló hőmérséklete a folyadéknak 30oC legyen? Fontosabb észrevételek: Nincs halmazállapot-változás Azonos fázisú anyagok Azonos fajhő:c1=c2 Azonos anyagok Mindkét anyagnak ugyanannyivalváltozik a belső energiája 3kg forró vizet kell önteni az aktuális melegítéshez.

  38. 2 l 10oC-os vízhez egy jól hőszigetelt edénybe öntünk 5 l forró etanol alkoholt. Mekkora lesz a hőmérséklete a keveréknek a hőkiegyenlítődés után? Nincshalmazállapot-változás Azonos fázisú anyagok Fontosabb észrevételek: Mindkét anyagnak ugyanannyivalváltozik a belső energiája 50,6oC lesz a keverék hőmérséklete az edényben.

  39. 2 dl 25oC-os vízhez egy jól hőszigetelt edénybe öntünk 20g -10oC hőmérsékletű jeget. Mekkora lesz a hőmérséklete a keveréknek a hőkiegyenlítődés után? Vanhalmazállapot-változás Nem azonos fázisú anyagok Fontosabb észrevételek: Mindkét anyagnak ugyanannyivalváltozik a belső energiája

  40. 18,315oC lesz a keverék hőmérséklete az edényben.

  41. É 3dl 25oC-os üdítőhöz hány gramm -10oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 10oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,02g/cm3, , fajhője 4,1 kJ/ kgoC. Először kiszámítjuk az üdítő tömegét. Induljunk ki a sűrűség definíciójából! Az üdítő 306g tömegű.

  42. É 3dl 25oC-os üdítőhöz hány gramm -10oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 10oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,02g/cm3, , fajhője 4,1 kJ/ kgoC.

  43. É 3dl 25oC-os üdítőhöz hány gramm -10oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 10oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,02g/cm3, , fajhője 4,1 kJ/ kgoC. A szükséges -10oC-os jég tömege: 47,3g.

  44. É 2dl 20oC-os üdítőhöz hány gramm -15oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 5oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,1g/cm3, , fajhője 4 kJ/ kgoC. Először kiszámítjuk az üdítő tömegét. Induljunk ki a sűrűség definíciójából! Az üdítő 220g tömegű.

  45. É 2dl 20oC-os üdítőhöz hány gramm -15oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 5oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,1g/cm3, , fajhője 4 kJ/ kgoC.

  46. É 2dl 20oC-os üdítőhöz hány gramm -15oC-os jeget tegyünk, hogy a hőmérsékletkiegyenlítődés után az üdítő 5oC-os legyen? Az üdítő sűrűsége 1,1g/cm3, , fajhője 4 kJ/ kgoC. A szükséges -15oC-os jég tömege: 34,1g.

  47. Gáztörvények

  48. Mennyi gáz részecske van egy 2dl térfogatú, 20oC hőmérsékletű 100KPa nyomású gáztartályban?

More Related