Ideální plyn

1. Ideální plyn Michaela Franková

2. Obsah: • Co je to ideální plyn • Střední kvadratická rychlost • Tlak plynu • Stavová rovnice ideálního plynu • Stavová rovnice ideálního plynu při stálé hmotnosti • Izotermický děj • Izochorický děj • Izobarický děj • Adiabatický děj Konec prezentace

3. Co je to ideální plyn? • Rozměry molekul ideálního plynu jsou ve srovnání se střední vzdáleností molekul od sebe zanedbatelně malé. • Molekuly ideálního plynu mimo vzájemné srážky na sebe navzájem silově nepůsobí. • Vzájemné srážky molekul ideálního plynu a srážky těchto molekul se stěnou nádoby jsou dokonale pružné. • Skutečný plyn se přibližuje ideálnímu plynu při vysokých teplotách a nízkých tlacích. zpět na obsah

4. Statistická veličina. Pro všechny částice stejná. Volíme ji tak, aby se úhrnná kinetická energie molekul nezměnila. Vyjádřena vztahem: vyjádření pomocí teploty plynu: k=Boltzmanova konstanta Střední kvadratická rychlost zpět na obsah

5. Tlak plynu • Současné nárazy molekul plynu na rovinnou stěnu o obsahu S se projevují jako tlaková síla F plynu na stěnu. • Fluktuace tlaku: ps – střední hodnota, okolo které tlak kolísá • Pro střední hodnotu tlaku plynu v nádobě lze odvodit rovnici: Nv – hustota částic zpět na obsah

6. Stavová rovnice ideálního plynu • Dosadíme-li do základní rovnice pro tlak plynu střední kvadratickou rychlost, dostaneme stavovou rovnici ideálního plynu ve tvaru: • Zavedeme-li novou konstantu R(molární plynová konstanta) lze stavovou rovnici ideálního plynu psát ve tvaru: zpět na obsah

7. Stavová rovnice ideálního plynu při stálé hmotnosti • Stavová rovnice na začátku děje: • Stavová rovnice na konci děje: tj. zpět na obsah

8. Izotermický děj s ideálním plynem • Izotermický děj popisuje závislost mezi objemem a tlakem ideálního plynu stálé hmotnosti, pokud teplota zůstává konstantní. • Zákon Boylův-Mariottův. • Ze stavové rovnice jej vyjádříme ve tvaru: resp. pV diagram: IZOTERMA

9. Izochorický děj s ideálním plynem • Izochorický děj popisuje závislost mezi termodynamickou teplotou a tlakem ideálního plynu stálé hmotnosti, pokud objem zůstává konstantní. • Tento děj popisuje Charlesův zákon, který je vyjádřen vztahem: resp. pV diagram: IZOCHORA

10. Izobarický děj s ideálním plynem • Izobarický děj popisuje závislost mezi objemem a termodynamickou teplotou ideálního plynu stálé hmotnosti, pokud tlak zůstává konstantní. • Zákon Gay-Lussacův. • Ze stavové rovnice jej vyjádříme ve tvaru: resp. pV diagram: IZOBARA

11. Adiabatický děj s ideálním plynem • Při adiabatickém ději se sice mění teplota, objem i tlak plynu, ale nedochází ke sdílení tepla soustavy s okolím. • První termodynamický zákon pak můžeme napsat ve tvaru: • Poissonův zákon: kde je Poissonova konstanta a tudíž je pV diagram: ADIABATA

12. Příklad: • Popište děje s ideálním plynem (izotermický, izochorický, izobarický, adiabatický: jaké veličiny se mění, co je naopak konstantní, pV diagram) Izotermický dějIzobarický děj Izochorický dějAdiabatický děj

13. Zdroje: • www.wikipedia.cz • http://fyzika.jreichl.com • www.vscht.cz • učebnice Molekulová fyzika a termika pro gymnázia (RNDr. Karel Bartuška, prof. RNDr. Emanuel Svoboda)

14. Děkuji za pozornost