I zasada termodynamiki
∆U = Q + W
∆U - przyrost energii wewnętrznej układu
Q - ciepło dostarczone do układu
W - praca wykonana nad układem
Energia wewnętrzna gazu doskonałego
Energia nie oddziałujących ze sobą cząsteczek gazu
U = cv n T
U - energia wewnętrzna
R - stała gazowa
n – liczba moli gazu
T – temperatura bezwzględna (w kelwinach)
Energia ogrzewania (ochładzania) ciała - bez przemian fazowych (czyli bez topnienia, krzepnięcia, parowania, krystalizacji itp.)
Q = m cwł ∆t
Q = m cwł ∆T
Q = n c ∆t
Q = n c ∆T
Q – wymieniane ciepło
m – masa
t – temperatura w °C
c - ciepło molowe w układzie SI w J/molK
Energia potrzebna do zajścia przemian fazowych
Q = m·cprzemiany
Przykładowo:
Q = m·Rp
Q = m·L
cprzemiany– ciepło danej przemiany fazowej np.
L - ciepło topnienia
Rp - ciepło parowania
Stała gazowa R
R = 8,31 J/mol·K
R = k·NA
k = 1,38054·10-23 J/K
NA= 6,02·1023 1/mol
Praca w przemianie izobarycznej
W = – p ∆V
V - objętość
p – ciśnienie
minus wynika z faktu, że wzrost objętości oznacza oddawanie energii przez układ (gaz)
Równanie Clapeyrona (stanu gazu doskonałego)
p V = n R T
symbole - j.w.
Związek między Cp i CV
Cp = CV + R
Cp ciepło molowe przy stałym ciśnieniu
CV - ciepło molowe przy stałej objętości
Równanie przemiany izotermicznej gazu doskonałego
(T = const)
Prawo Boyle'a i Mariotte'a
p ∙ V = const
p1∙V1 = p2∙V 2
p1, V1 - ciśnienie i objętość w momencie 1
p2, V2 - ciśnienie i objętość w momencie 2
Równanie przemiany izobarycznej gazu doskonałego
(p = const)
prawo Gay Lussaca
V1, T1 - objętość i temperatura (w Kelwinach) w momencie 1
V2, T2 - objętość i temperatura (w Kelwinach) w momencie 2
Równanie przemiany izochorycznej gazu doskonałego
(V = const)
Prawo Charlesa
p1, T1 - ciśnienie i temperatura (w Kelwinach) w momencie 1
p2, T2 - ciśnienie i temperatura (w Kelwinach) w momencie 2
Równanie przemiany adiabatycznej gazu doskonałego
(brak wymiany ciepła z otoczeniem Q = 0)
p ∙ Vχ = const
p1∙ V1χ = p2 ∙V2χ
χ - stosunek Cp/CV – współczynnik adiabaty zależny od ilości stopni swobody cząsteczek gazu.
Stosunek ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu, do ciepła właściwego przy stałej objętności (wykładnik adiabaty)
Dla gazów doskonałych o cząsteczkach :
jednoatomowych: χ = R∙3/5
dwuatomowych: χ = R∙5/7
trzyatomowych: χ = R∙3/4
Zależność między energią kinetyczną cząsteczek gazu doskonałego a temperaturą dla gazu jednoatomowego. k - stała Boltzmanna
k = 1,38054*10-23
T - temperatura w Kelwinach
maniekchomikuj