Download
1 / 14
140 likes | 422 Views
Hiti, hitaþensla, kjörgas. Eðlisfræði 1 V/R 20. fyrirlestralota 18. kafli í Benson, 18.1-3 í Fylgikveri. 18. Hiti o.fl.: Yfirlit. B. 365, breytt. Hitahugtakið hitajafnvægi, núllta lögmál varmafræðinnar Hitakvarðar, hitamælar (kelvin, Celsíus, Fahrenheit), Hitaþensla
E N D
Hiti, hitaþensla, kjörgas Eðlisfræði 1 V/R 20. fyrirlestralota 18. kafli í Benson, 18.1-3 í Fylgikveri
18. Hiti o.fl.: Yfirlit B. 365, breytt • Hitahugtakið • hitajafnvægi, núllta lögmál varmafræðinnar • Hitakvarðar, hitamælar • (kelvin, Celsíus, Fahrenheit), • Hitaþensla • fyrirbærið, jöfnur, skýringar, vatn • Ástandsjafna kjörgass • jafna van der Waals
Hitahugtakið 1: Lykilhugtök F. 79, B. 365-367 • Nokkur nauðsynleg lykilhugtök: • Kerfi og umhverfi • Varmatengsl (thermal contact) • Orkuflutningur án stórsærrar vinnu • Varmajafnvægi • Engin ástandsbreyting við varmatengsl
Hitahugtakið 2: Núllta lögmálið F. 79, B. 368 • Núllta lögmál varmafræðinnar:Ef tvö kerfi eru hvort um sig í varmajafnvægi við það þriðja, þá eru þau í varmajafnvægi innbyrðis. • Þetta leiðir til þess að við getum skilgreint hita eða hitastig
Hitamælar 1: Gamlir mælar B. 366 • Ýmsir eiginleikar efna breytast með hita og við getum á hinn bóginn notað þá til að mæla hita
Hitamælar 2: Venjulegur mælir F. 80, B. 367 • Í venjulegum hitamæli er kúla eða geymir neðst og glersúla upp úr, alls staðar jafnvíð. Í rýminu er hentugur vökvi, t.d. kvikasilfur eða litaður vínandi. Vökvasúlan hækkar og lækkar af því að vökvinn þenst meira en glerið með hita. • Myndin sýnir bæði Selsíus- og Fahrenheit-kvarðana.
Hitamælar 3: Rúmfestumælir F. 80, B. 370 Þegar hiti vex lækkar kvikasilfrið við A. Við hækkum þá glasið við R þannig að minni vökvi rúmast þar, og lyftum þannig vökvaborðinu við A í sama horf. Lesum þrýstinginn h, og hitann í kelvínum.
Hitaþensla 1: Mannvirki B. 371 Verulegt mál víða erlendis vegna meiri hitasveiflu en hér! Sbr. þó hitaveituna. Sbr. einnig t.d. járn og steypu, þök.
Hitaþensla 2: Jöfnur F. 81, B. 372 • Ef einsleitur hlutur hitnar allur jafnt, þenst hann líka jafnt í allar áttir • Fyrir þunna stöng með lengd L fæst L = L0 + (dL/dT)DT + ... =L0[1 + (1/L0)(dL/dT)DT] = L0[1 + a(T)DT] • Hér nefnist a(T) hitaþanstuðull eða lengdarþanstuðull en rúmþanstuðull er b(T) = (1/V0)(dV/dT) • Ef efnið er einsleitt gildir b = 3a
Hitaþensla 3: Skýring F. 81, B. 373 • Skýringin á hitaþenslu almennt felst í stöðuorkunni eða mættinu sem atóm í sameindum og kristöllum eru í. Meiri hiti þýðir meiri orku og þá eykst meðalfjarlægðin.
Hitaþensla 4: Vatn F. 81, B. 372 • Vatn dregst saman við kólnun niður að 4°C en þenst út við kólnun þaðan niður í frostmark, og enn frekar þegar það frýs. Ef vatnið kólnar ofan frá flýtur efsta lagið eftir að komið er niður fyrir 4°C, og ísinn flýtur líka. Þetta tefur mjög fyrir því að vatnið botnfrjósi.
Kjörgas 1: Jafnan F. 86-87, B. 368-369 • Ástandsbreyta er mælanleg stærð sem tekur ótvírætt gildi í sérhverju jafnvægisástandi. Dæmi: p, V, T • Ástandsjafna er jafna sem tengir saman ástandsbreytur. Dæmi: Kjörgaslögmálið pV = nRT = NkT • þar sem R er gasfastinn, k er fasti Boltzmanns og N = nNA þar sem NA er fasti Avogadros.
Kjörgas 2: Þrívíddargraf F. 88 pV = nRT = NkT
