450 likes | 1.57k Views
TEMPERATURA. TOPLOTA. PRVI ZAKON TERMODINAMIKE. TERMODINAMIKA. MEHANIKA. TEMPERATURA. kinetična in potencialna energija telesa. notranja energija telesa. trije zakoni termodinamike. Newtonovi zakoni. fizikalna količina enota simbol. dolžina meter m . masa kilogram kg.
E N D
TEMPERATURA TOPLOTA PRVI ZAKON TERMODINAMIKE
TERMODINAMIKA MEHANIKA TEMPERATURA kinetična in potencialna energija telesa notranja energija telesa trije zakoni termodinamike Newtonovi zakoni
fizikalna količina enota simbol dolžina meter m masa kilogram kg čas sekunda s električni tok amper A termod. temperatura kelvin K množina snovi mol mol svetilnost sveča cd
vesolje takoj po začetku najvišja temperatura v laboratoriju središče Sonca površina Sonca temepratura [K] tališče volframa voda zamrzne vesolje danes vrelišče helija-3 najnižja dosežena temperatura
0. ZAKON TERMODINAMIKE TERMOSKOP termično ravnovesje: vse merljive količine teles so dosegle neko končno vrednost, ki se ne spreminja Če sta telesi A in B v termičnem ravnovesju s telesom T, potem je tudi telo A v termičnem ravnovesju s telesom B.
6,02 · 10 23 Vsi plini vsebujejo enako št. molekul/atomov, če pri enakih pogojih (p, T) zavzemajo enako prostornino. št. molekul v vzorcu masa vzorca masa enega delca molska masa AVOGADROVO ŠTEVILO 1 mol = št. atomov v 12 g vzorcu C12 Avogadrovo število NA št. molov v vzorcu:
št. molov prostornina plina absolutni tlak plina plinska konstanta IDEALNI PLIN R = 8,31 J/mol K
bučka plinskega termometra trojna točka vode para pt = 6,3102 Pa T3 = 273,16 K led mednarodni dogovor voda MERJENJE TEMPERATURE 1. korak: izberemo ponovljiv pojav in mu pripišemo temperaturo 2. korak: umerimo termoskop p3
Hg PLINSKI TERMOMETER temp. telesa definiramo kot: bučka napolnjena s plinom p p0 dvigamo / spuščamo
temperatura [K] Kateri plin damo v bučko? kateri koli Koliko plina damo v bučko?
trojna točka vode absolutna ničla KELVINOVA, CELZIJEVA IN FARENHEITOVA SKALA 1°C = 1 K 5°C = 9 F°
medenina jeklo temperaturni koeficient dolžinskega raztezka TEMPERATURNO RAZTEZANJE linearno raztezanje
…velja za vsako linearno dimenzijo PROSTORNINSKO RAZTEZANJE anomalija vode
okolica okolica sistem sistem okolica sistem TEMPERATURA IN TOPLOTA sistemODDAJAtoploto okolici sistemPREJEMAtoploto iz okolice TOPLOTA:energija, ki se prenese med sistemom in okolico, če nimata enakih temperatur sistemin okolica sta v termodinamičnem ravnovesju
vedno povezano s silo, ki deluje na telo toplota delo Q A ! NISTA lastnost sistema ! ! SO lastnost sistema ! prenos energije [J] telo ima toploto ... temperatura (T) tlak (p) prostornina (V) notranja energija (Wn) telo ima temperaturo ...
toplotna kapaciteta telesa / sistema specifična toplota snovi masa snovi začetna temperatura končna temperatura ABSORPCIJA TOPLOTE V TEKOČINAH IN TRDNIH SNOVEH cvoda = 4190 J/kg K cAl = 900 J/kg K
kapljevine in trdnine: MOLARNA SPECIFIČNA TOPLOTA 1 mol = 6,021023 osnovnih gradnikov (enot) 1 mol Al =6,021023atomov Al 1 mol Al oksida =6,021023molekul Al oksida za kovine pri dovolj visoki temperaturi cmol 25 J/mol K Vsi atomi absorbirajo toploto na enak način. prenos toplote poteka pri: c V konstantni prostornini: c p konstantnem tlaku:
FAZNI PREHOD specifična izparilna toplota specifična talilna toplota LATENTNA TOPLOTA LED VODA PARA SPREMEMBA AGREGATNEGA STANJA poteka pri konstantni temperaturi izparevanje taljenje
ODVISNOST VRELIŠČA VODE OD TLAKA vre vre ne vre
p Tt Q Q ODVISNOST TALIŠČA VODE OD TLAKA najpogostejša razlaga: toda: polmer plastenke: 4 cm polmer žice: 0,5 mm masa ene uteži: 5 kg
T = konst. Q Q led se tali, T ostaja 0° C voda se strjuje, T ostaja 0° C Tt = 0° C Tt = 0° C želimo: velika qt in c UPORABA FAZNIH SPREMEMB V: taljenje: majhna V: izparevanje: velika želimo: T = 0° C T 40° C želimo: T = 0° C T -10° C
TEMPERATURA KOŽE POD KOLENČNIKOM 40 T (°C) 30 20 0 20 40 60 t (min) TEMPERATURA KOŽE V ROKAVICAH 35 T (°C) 30 25 20 0 20 40 60 t (min) VZDRŽEVANJE TELESNE TEMPERATURE V EKSTREMNO HLADNIH ALI VROČIH RAZMERAH
izolacija F ds jeklene kroglice A plin = SISTEM privzamemo: Q sistem je ves čas v TD ravnovesju toplotni rezervoar DELO IN TOPLOTA začetno stanje: termodinamični proces končno stanje: zelo počasno spreminjanje
DELO, KI GA OPRAVI PLIN prikažemo na p-V diagramu !
tlak tlak tlak proces volumen volumen volumen DELO in TOPLOTA tlak tlak tlak volumen volumen volumen A > 0 A > 0 A > 0 sta odvisna od poti! ki ga opravi sistem ki jo sistem izmenja z okolico A > 0 A < 0
p V VZ VK Delo, ki ga opravi idealni plin pri raztezanju / krčenju IZOTERMNA SPREMEMBA p - V diagram
delo pri konstantnem volumnu IZOHORNA SPREMEMBA delo pri konstantnem tlaku IZOBARNA SPREMEMBA
DELO in TOPLOTA sta odvisna od poti! ki ga opravi sistem ki jo sistem izmenja z okolico NOTRANJA ENERGIJA PRVI ZAKON TERMODINAMIKE eksperimentalno ugotovimo: NI ODVISNO od poti! 1. zakon TD JE lastnost sistema!
jeklene kroglice A izolacija PRIMERI 1. ADIABATNA (IZENTROPNA) SPREMEMBA ni prenosa toplote med sistemom in okolico
prostornina se ne spreminja 2. IZOHORNA SPREMEMBA
A > 0 tlak volumen 3. KROŽNA SPREMEMBA končno stanje = začetno stanje
ventil vakuum izolacija 4. PROSTO RAZPENJANJE adiabatni proces, kjer sistem ne opravi dela Hirnov poskus ne moremo izvesti počasi in kontrolirano
PREVAJANJE SEVANJE KONVEKCIJA topel rezervoarTH hladen rezervoarTC toplotna prevodnost PRENOS TOPLOTE PREVAJANJE toplotni tok
topel rezervoarTH hladen rezervoarTC 2 1 toplotna upornost:
segreti zrak je redkejši se dviga to mesto zapolni gostejši in bolj hladen zrak KONVEKCIJA toplo telo segreje zrak
Stefanova konstanta emisivnost toplotni tok, ki ga oddaja telo med 0 in 1 temperatura telesa površina telesa črno telo e = 1 SEVANJE toploto prenaša elektromagnetno valovanje Stefan - Boltzmanov zakon
temperatura okolice absorbira vse, kar pade nanj toplotni tok, ki ga telo prejema vsako telo iz okolice tudi prejema toploto: črno telo e = 1 SKUPAJ