1 / 46

Základné veličiny a vzťahy súvisiace s tepelným pohybom molekúl ideálneho plynu

Základné veličiny a vzťahy súvisiace s tepelným pohybom molekúl ideálneho plynu. Kinetická teória plynu Tlak Stredná voľná dráha. IDEÁLNY PLYN. Molekuly považované za dokonale pružné guličky, so zanedbateľnými rozmermi Pri zrážkach molekúl sa uplatňujú ZZE ZZH

wayne
Download Presentation

Základné veličiny a vzťahy súvisiace s tepelným pohybom molekúl ideálneho plynu

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. Základné veličiny a vzťahy súvisiace s tepelným pohybom molekúl ideálneho plynu Kinetická teória plynu Tlak Stredná voľná dráha

  2. IDEÁLNY PLYN Molekuly považované za dokonale pružné guličky, so zanedbateľnými rozmermi Pri zrážkach molekúl sa uplatňujú ZZE ZZH Zanedbáva sa ich vzájomné silové pôsobenie Ep=0 Reálny plyn sa chová ako ideálny pri malých tlakoch a hustotách

  3. Zmena hybnosti Dokonale pružná zrážka:

  4. Zmena hybnosti Intenzita zrážok obrovská nie je možné pozorovať jednotlivé nárazy ale preiemerné hodnoty

  5. Tlak Objem priestoru Počet molekúl v priestore Sila „od molekúl“ , ktoré majú x –ovú zložku rýchlosti z intervalu Sila „od molekúl“ , ktoré majú x –ovú zložku rýchlosti z intervalu

  6. Molekula zráža všetky molekuly, ktorých stredy ležia vo valci Stredná voľná dráha Voľná dráha – dráha kt. prekonala molekula medzi dvomi zrážkami

  7. STREDNÁ VOĽNÁ DRÁHA

  8. STREDNÁ VOĽNÁ DRÁHA

  9. Príklad • Určte strednú voľnú dráhu kyslíka pri izbovej teplote, pri priemere d~3 10-10 m 1,1 10-7 m • Frekvenciu zrážok ak stredná rýchlosť molelkúl je 450 ms-1 4 109 s-1

  10. CHARAKTERISTIKY TRAJEKTÓRIE MOLEKÚL Počet molekúl v jednotke objemu 2.7 x 1019cm-3 Rozmer molekuly 2 x 10-8 cm Rýchlosť molekuly 200 m/s Stredná voľná dráha 2 x 10-5 cm Počet zrážok molekúl za 1 s 1.5 x 1010 Čas trvania jednej zrážky 10-13 s Pomer času voľného pohybu k dĺžke trvania zrážky 2 – 3 x 103

  11. Deje v plynoch • izochorickýV=konšt • izotermická T=konšt • izobarický P=konšt • adiabatický • polytropické deje

  12. ADIABATICKÝ DEJ

  13. Deje v plynoch v rôznych diagramoch

  14. Príklad • Prekreslite grafy cyklov do rôznych súradníc

  15. Príklad

  16. Príklad • Čerpací valec piestovej vývevy má objem V1, recipient V0.Vypočítajte, aký tlak a hustota plynu bude pod recipientom po štvrtom zdvihu. Po koľkých zdvihoch piestu klesne tlak vzduchu na desatinu pôvodného objemu ?

  17. Príklady • Určte mernú kapacitu zmesi neónu a vodíka. Hmotnostné zastúpenie w1=0.8 A W2=0.2 • Jednoatómový plyn sa adiabaticky stlačil tak, že tlak sa zmenil 10 krát. Potom izotermicky expandoval na pôvodný objem. Určte, koľkokrát sa zväčšil konečný tlak v porovnaní s pôvodným • Ochladzuje sa alebo otepluje sa ideálny plyn pri expanzii, ak zmena jeho stvavových veličín sa dá popísať pV2=konst Určte molárne teplo pri tomto deji

  18. VNÚTORNÁ ENERGIA • Energia ktorá závisí na charaktere pohybu a vzájomného pôsobenia častíc: POTENCIÁLNA ENERGIA vzájomná interakcia častíc KINETICKÁ ENERGIA posuvný, rotačný, vibračný pohyb

  19. Vnútorná energia sústavy a jej zmena • Zmena vnútornej energie konaním práce

  20. Vnútorná energia sústavy a jej zmena • Zmena vnútornej energie tepelnou výmenou

  21. PRÁCA plynu

  22. TEPLO A PRÁCA W Q

  23. PRVÝ ZÁKON TERMODYNAMIKY Teplo dodané sústave sa rovná súčtu prírastku jej vnútornej energie a práce, ktorú sústava vykoná

  24. EKVIPARTIČNÁ TEORÉMA V tepelnej rovnováhe pripadá na jeden stupeň voľnosti energia resp. na jeden mol molekúl hodnotou T je úmerná strednej kinetickej energie translačného pohybu, ostatné stupne voľnosti k zvýšeniu teploty neprispievajú

  25. STUPNE VOĽNOSTI 3*2-1=5 3

  26. Dvojatómový plyn

  27. ŠPECIÁLNE PRÍPADY 1. ZÁKONA TERMODYNAMIKY

  28. ADIABATICKÝ DEJ

  29. Polytropické deje • Skutočné deje prebiehajúce medzi dejom adiabatickým (dokonalá tepelná izolácia od okolia) a izotermickým (dokonalý styk plynu s okolím – ohrievačom) - polytropický koeficient

  30. Mayerov vzťah

  31. Polytropický dej

  32. Príklad • Určte mernú kapacitu zmesi neónu a vodíka. Hmotnostné zastúpenie w1=0.8 A W2=0.2 • Ochladzuje sa alebo otepluje sa ideálny plyn pri expanzii, ak zmena jeho stvavových veličín sa dá popísať pV2=konst Určte molárne teplo pri tomto deji • V sklenenom sude sa nachádza plyn pri teplote T=293 K. Aké teplo treba dodať plynu, aby jeho stredná kvadratická rýchlosť sa zvýšila o 1 percento

  33. Príklad • Na obrázku je znázornený prechod plynu zo stavu 1 do stavu 2. Prechod 1-3 je izotermický, prechod 3-2 je adiabatický. Určte prácu vykonanú plynom pri prechode zo stavu 1-3-2

  34. Terminologická poznámka • Rovnovážny dej – dej, pri ktorom sústava prechádza spojite cez rovnovážne stavy. • Rovnovážny stav – stav v ktorom majú všetky stavové veličiny časovo konštantné hodnoty • Vratný dej – dej pri ktorom sústava prejde pri obrátenom deji postupne všetkými stavmi ako pri priamom deji

More Related