06 Termodynamiczny opis substancji czystychid 6411 ppt

background image

1

Termodynamiczny opis

substancji czystych

Waldemar Ufnalski

Wprowadzenie do termodynamiki

chemicznej

Wykład 6

0,0E+00

2,5E+05

5,0E+05

7,5E+05

1,0E+06

0

,0

E

+

0

0

2

,5

E

-0

2

5

,0

E

-0

2

7

,5

E

-0

2

1

,0

E

-0

1

1

,3

E

-0

1

V/m

3

P

/P

a

--- 298,2 K

n=1 mol

--- 500,0 K

---750,0 K

--- 1000 K

0

10

20

30

0

100

200

300

T/K

C

p

/(

J/

m

o

l

K

)

0

20

40

60

S

/(

J/

m

o

l

K

)

1

2

0

1

2

3

0

100

200

300

T/K

C

p

/R

Ag

Au

Cu

Pb

background image

2

6.1. Równanie stanu

fazy i współczynniki

termoelastyczne

Wykład 6

background image

3

Równanie stanu fazy

jednoskładnikowej

Parametry

stanu:

n, T, P, V

f(n, T, P, V)
= 0

Rodzaje:
empiryczne
teoretyczne (model molekularny)
semi-empiryczne

f(T, P, V

m

) =

0

background image

4

Hipotetyczny
gaz doskonały:

;

nRT

PV

Fazy stałe lub ciekłe -

współczynniki

termoelastyczne:

P

T

V

V





1

Izobaryczny
współczynnik
rozszerzalności
cieplnej :

Izotermiczny
współczynnik
ściśliwości :

Izochoryczny
współczynnik
prężności :

T

P

V

V





1

V

T

P





z

x

y

y

x

y

z

z

x













RT

PV

m

background image

5

Fazy stałe lub ciekłe -

przybliżone

empiryczne równania stanu:

0

0

T

T

V

V

ln

0

0

T

T

V

V

0

0

P

P

V

V

ln

0

0

P

P

V

V

0

0

T

T

P

P

1

5

10

K

1

10

10

Pa

1

5

10

K

Pa

background image

6

Efekty typowe dla faz stałych i
ciekłych oraz ich praktyczne
konsekwencje...

Niewielkie zmiany objętości mają duże
znaczenie praktyczne:

Objętość cieczy jest parametrem
termometrycz- nym termometrów
dylatometrycznych typu "ciecz w szkle".
...

1

5

10

K

K

T 10

%

,01

0

10

4

0

V

V

Izobaryczne ogrzewanie / oziębianie...

Izobaryczny
współczynnik
rozszerzalności
cieplnej :

background image

7

Zmiany objętości ciał stałych

zmiany ich

wy- miarów liniowych. Gradient temperatury
(szybkie ogrzanie/ochłodzenie) powoduje
powstanie wew- nątrz fazy olbrzymich
naprężeń mechanicznych.

Konstrukcje

poddawane szybkim zmianom tempe- ratury
muszą być wykonywane z materiałów o
znikomym współczynniku
.
Regulacja temperatury umożliwia precyzyjnie
zmiany wymiarów ciał stałych (np. dostrajanie
wymiarów komory rezonansowej masera).
....

...Izobaryczne ogrzewanie / oziębianie

background image

8

Ogrzanie/oziębienie połączenia dwóch faz

o róż- nych współczynnikach

powstanie

naprężeń po-wodujące odkształcenia faz
> zjawisko jest wykorzystywane do budowy
np. termometrów bimetalicznych
> zjawisko stanowi poważny problem dla
projek- tantów samolotów naddźwiękowych
oraz , satelitów i promów kosmicznych.

...Izobaryczne ogrzewanie / oziębianie

background image

9

Efekty typowe dla faz stałych i
ciekłych oraz ich praktyczne
konsekwencje...

Izochoryczne ogrzanie cieczy powoduje
znaczny wzrost ciśnienia

możliwość

pęknięcia np. stalo- wej butli.
> nie wolno napełniać cieczami „do końca”
zbiorni- ków (stalowych, szklanych...); należy
pozostawić nieco fazy gazowej nad cieczą.

K

T 10

MPa

Pa

P

1

10

6

Izochoryczne ogrzewanie

Izochoryczny
współczynnik
prężności :

1

5

10

K

Pa

background image

10

Efekty typowe dla faz stałych i
ciekłych oraz ich praktyczne
konsekwencje

Znikome zmiany objętości

znikome zmiany

od- ległości między drobinami właściwości

termody- namiczne (funkcje stanu) substancji
stałych i ciek- łych nie zależą praktycznie od
zmian ciśnienia rzę- du nawet 1 - 10 MPa.

Izotermiczne sprężanie

Izotermiczny
współczynnik
ściśliwości :

1

10

10

Pa

Pa

P

6

10

%

,01

0

10

4

0

V

V

background image

11

6.2. Pojemność cieplna

substancji czystych

Wykład 6

background image

12

Molowa pojemność
cieplna pod stałym
ciśnieniem

Molowa pojemność
cieplna w stałej
objętości

P

P

T

H

C





V

V

T

U

C







2

m

m

V

P

TV

TV

C

C

Gaz
doskonały:

R

C

C

V

P

background image

13

T/
K

0

C

p

T

f

T

w

T

t

cie
cz

ga
z

Typowa zależność molowej

pojemności cieplnej od

temperatury

background image

14

Ogólne cechy zależności C

P

(T)....

Nieciągłość w temperaturach przemian

fazowych - pojemność cieplna przemiany fazowej

P

P

P

f

C

C

C

W temperaturach bliskich zera

bezwzględnego C

P

i C

V

szybko dążą do zera

0

0

T

P

C

lim

0

0

T

V

P

C

C

lim

C

P

kryształów jest na ogół monotonicznie

rosnącą funkcją temperatury

background image

15

Ogólne cechy zależności C

P

(T)

W pobliżu zera bezwzględnego C

P

aT

3

C

P

cieczy jest niemal niezależne od temperatury;

często występuje płytkie minimum

C

P

gazów jest rosnącą monotonicznie

funkcją temperatury

background image

16

Pojemność cieplna kryształów

metalicznych

i atomowych.....

T > 250 K

C

P

3R

P.L. Dulong, A.T. Petit

(1819)

0

1

2

3

0

100

200

300

T/K

C

p

/R

Ag

Au

Cu

Pb

background image

17

Pojemność cieplna kryształów

metalicznych

i atomowych - model Einsteina

(1907)

kryształ jest strukturą sprężystą

atomy znajdujące się w węzłach sieci
krystalicznej wykonują proste drgania
harmoniczne o identycznych częstościach w
trzech kierunkach.

 

2

2

1

3

 

 

 

T

T

T

R

T

C

E

E

E

V

exp

exp

 

0

0

T

V

T

C

lim

 

R

T

C

T

V

3

lim

B

E

k

hv

temperatura charakterystyczna
Einsteina

background image

18

Pojemność cieplna kryształów

metalicznych

i atomowych - model Debye’a

(1912)

rozkład energii oscylacyjnej węzłów sieci jest

zgodny z postulatami termodynamiki statystycznej
(i opisany funkcją wyprowadzoną przez P. Debye’a)

 

0

0

T

V

T

C

lim

 

R

T

C

T

V

3

lim

B

D

k

hv

temperatura charakterystyczna
Debye’a

 





T

x

x

D

V

D

dx

e

e

x

T

R

T

C

0

2

4

3

1

9

 

3

4

5

12







D

V

D

T

R

T

C

T

background image

19

0

1

2

3

0

50

100

150

200

T/K

C

v

/R

0,0

0,3

0,6

0,9

0

5

10

15

20

T/K

C

v

/R

1

2

1'

2'

Pojemność cieplna kryształów

metalicznych

i atomowych - porównanie modeli

E

=

D

= 100 K

1 - wg. Einsteina

2 - wg. Debye’a

Krzywe (1’, 2’)
odnoszą się
niskich
temperatur - oś
górna i prawa.

background image

20

0

1

2

3

0

100

200

300

T/K

C

p

/R

Ag

Au

Cu

Pb

0

1

2

3

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

T/Q

D

C

p

/R

Ag

Au

Cu

Pb

Pojemność cieplna kryształów

metalicznych

i atomowych - potwierdzenie

modelu Debye’a

background image

21

Pojemność cieplna gazów...

T 300 - 400 K

Cp 5/2 R (jednoatomowa);

Cp 7/2 R (liniowa); Cp 4 R (nieliniowa);

const

E

E

U

rot

trans

rot

V

trans

V

V

rot

V

trans

V

V

C

C

T

E

T

E

T

U

C













R

C

trans

V

2

3

Udział translacji :

Udział rotacji
-budowa liniowa :
- budowa nieliniowa:

R

C

rot

V

R

C

rot

V

2

3

background image

22

Pojemność cieplna gazów...

T >1000 K - istotny staje się udział oscylacji -

każda oscylacja wnosi udział

(Einstein 1906)

 

2

2

1

 

 

 

T

T

T

R

T

C

E

E

E

osc

V

exp

exp

 

E

- temperatura charakterystyczna

Einsteina (500 - 3500 K)

Liczba oscylacji drobiny n - atomowej:

3n-5 (liniowa); 3n-6 (nieliniowa)

T >

E

udział każdej oscylacji C

Vosc

R.

background image

23

Pojemność cieplna gazów...

 

E

(F

2

) = 1285 K

 

E

(O

2

) = 2238 K

 

E

(N

2

) = 3352 K

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

200

600

1000

1400

1800

T/K

C

p

/R

F

2

O

2

N

2

background image

24

Pojemność cieplna

gazów

Źródła:

Pomiary kalorymetryczne
Obliczenie metodami termodynamiki

statystycz- nej na podstawie widm
molekularnych (gazy)

Równania korelacyjne:

 

 

3

2

1

1

K

T

d

K

T

c

K

T

b

a

mol

K

J

T

C

P

/

/

/

/

 

2

2

1

1

K

T

c

K

T

c

K

T

b

a

mol

K

J

T

C

P

/

/

'

/

/

 

 

 

3

2

1

1

K

T

d

K

T

c

K

T

b

a

mol

K

J

T

C

P

/

/

/

/

background image

25

6.3. Własności gazu

doskonałego

Wykład 6

background image

26

Relacje PVT gazu

doskonałego...

RT

PV

m

m

V

RT

P

T = const. (izoterma)

0,0E+00

2,5E+05

5,0E+05

7,5E+05

1,0E+06

0

,0

E

+

0

0

2

,5

E

-0

2

5

,0

E

-0

2

7

,5

E

-0

2

1

,0

E

-0

1

1

,3

E

-0

1

V/m

3

P

/P

a

1

Izotermy oznaczono kolorem

1,

2,

3,

4

1 - 298,15 K

2 - 500,0 K

3 - 750,0 K

4 - 1000,0 K

background image

27

Relacje PVT gazu

doskonałego...

RT

PV

m

m

V

RT

P

V = const. (izochora)

1 - 0,100 m

3

2 - 0,050 m

3

3 - 0,020 m

3

4 - 0,010 m

3

0,0E+00

2,5E+05

5,0E+05

7,5E+05

1,0E+06

0

2

0

0

4

0

0

6

0

0

8

0

0

1

0

0

0

T/K

P

/P

a

1

Izochory oznaczono kolorem

1,

2,

3,

4

background image

28

Relacje PVT gazu

doskonałego

RT

PV

m

P

RT

V

m

P = const. (izobara)

1 - 10·10

5

Pa

2 - 5·10

5

Pa

3 - 2·10

5

Pa

4 - 1·10

5

Pa

0,0E+00

1,0E-02

2,0E-02

3,0E-02

4,0E-02

5,0E-02

0

2

0

0

4

0

0

6

0

0

8

0

0

1

0

0

0

T/K

V

/m

3

1

Izobary oznaczono kolorem

1,

2,

3,

4

background image

29

Przemiana izotermiczna gazu

doskonałego...

T = const. (izoterma)

(1)

Q

W

Q

W

Q >
0

Q <
0

W <
0

W >
0

spręża
nie

rozpręża
nie





2

1

2

1

P

P

T

const

T

dP

P

Z

P

P

Z





2

1

2

1

V

V

T

const

T

dV

V

Z

V

V

Z

(2)

background image

30

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

Wniosek:

Energia wewnętrzna gazu

doskonałego nie zależy od jego ciśnienia
i objętości

(II - prawo Gay - Lussaca).

(3)

Energia
wewnętrzna

;

V

T

T

P

T

P

V

U









T

T

T

P

V

V

U

P

U













0





V

RT

V

RT

V

U

GD

T

0





GD

T

P

U

background image

31

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

Wniosek:

Entalpia wewnętrzna gazu doskonałego

nie zależy od jego ciśnienia i objętości.

(4)

Entalpia...

;

P

T

T

V

T

V

P

H









T

T

T

V

P

P

H

V

H













0





P

RT

P

RT

P

H

GD

T

0





GD

T

V

H

background image

32

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

(5)

Entropia...

;

P

T

T

V

P

S









T

T

V

P

V

S









;

0





P

R

P

S

GD

T

0





V

R

V

S

GD

T

1

2

2

1

P

P

R

P

P

S

GD

const

T

ln

1

2

2

1

V

V

R

V

V

S

GD

const

T

ln

(6)

background image

33

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

(7)

Energia Helmholtza (energia
swobodna)

;

P

V

F

T





T

T

T

P

V

V

F

P

F













0





V

RT

V

F

GD

T

0





P

RT

P

F

GD

T

1

2

2

1

P

P

RT

P

P

F

GD

const

T

ln

1

2

2

1

V

V

RT

V

V

F

GD

const

T

ln

(8)

background image

34

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

(9)

Energia Gibbsa (entalpia
swobodna)

;

V

P

G

T





T

T

T

V

P

P

G

V

G













0





P

RT

P

G

GD

T

0





V

RT

V

G

GD

T

1

2

2

1

P

P

RT

P

P

G

GD

const

T

ln

1

2

2

1

V

V

RT

V

V

G

GD

const

T

ln

(10)

background image

35

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

(11)

Pojemności
cieplne

;

P

T

P

T

V

T

P

C









2

2

0





GD

T

P

P

C

0





GD

T

V

V

C

;

V

T

V

T

P

T

V

C









2

2

Wniosek:

Pojemność cieplna gazu doskonałego

nie zależy od jego ciśnienia i objętości.

background image

36

Przemiana izotermiczna gazu
doskonałego...

(12)

Praca i ciepło przemiany
odwracalnej

1

2

1

2

2

1

2

1

P

P

RT

V

V

RT

dV

V

RT

PdV

W

V

V

V

V

GD

odwr

ln

ln

0

const

T

U

GD

obj

GD

W

Q

(13)

background image

37

Przemiana

izobaryczna/izochoryczna gazu

doskonałego...

P = const. (izobara)

(1)





2

1

2

1

T

T

P

const

P

dT

T

Z

T

T

Z

(2)





2

1

2

1

T

T

V

const

V

dT

T

Z

T

T

Z

Q

W

T

2

>

T

1

T

1

V = const. (izochora)

Q

W=
0

T

2

>

T

1

T

1

background image

38

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

(3)

Energia
wewnętrzna

0





V

V

C

T

U

P

P

P

P

P

P

T

V

P

C

T

V

P

T

H

T

PV

H

T

U





















(4)

0





V

P

GD

P

C

R

C

T

U

 

 

2

1

2

1

2

1

2

1

T

T

P

T

T

V

GD

const

P

GD

const

V

dT

R

T

C

dT

T

C

T

T

U

T

T

U

background image

39

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

(5)

Entalpi
a

0





P

P

C

T

H

(6)

0





P

V

GD

V

C

R

C

T

H

 

 

2

1

2

1

2

1

2

1

T

T

V

T

T

P

GD

const

P

GD

const

V

dT

R

T

C

dT

T

C

T

T

H

T

T

H

V

V

V

V

V

V

T

P

V

C

T

P

V

T

U

T

PV

U

T

H





















background image

40

(9)

Entropi
a...

(8)

0





T

C

T

S

P

P

0





T

C

T

S

V

V

 

2

1

2

1

T

T

V

const

V

dT

T

T

C

T

T

S

 

2

1

2

1

T

T

P

const

P

dT

T

T

C

T

T

S

(7)

(10)

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

background image

41

(12)

(11)

(14)

(13)

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

Energia
Helmholtza

0





S

T

F

V

P

P

P

P

P

T

V

P

S

T

V

P

T

G

T

PV

G

T

F





















0





R

S

T

F

GD

P

 

2

1

2

1

T

T

const

V

GD

const

V

dT

T

S

T

T

F

 

2

1

2

1

T

T

const

P

GD

const

P

dT

R

T

S

T

T

F

background image

42

(16)

(15)

(18)

(17)

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

Energia
Gibbsa

0





S

T

G

P

V

V

V

V

V

T

P

V

S

T

P

V

T

F

T

PV

F

T

G





















R

S

T

G

GD

V





 

2

1

2

1

T

T

const

V

GD

const

V

dT

R

T

S

T

T

G

 

2

1

2

1

T

T

const

P

GD

const

P

dT

T

S

T

T

G

background image

43

(20)

(19)

Przemiana
izobaryczna/izochoryczna gazu
doskonałego...

Praca i ciepło przemiany
odwracalnej

V=con
st

0

PdV

dW

obj

0

obj

W

P=con
st

1

2

2

1

V

V

P

PdV

W

V

V

odwr

1

2

1

2

T

T

R

P

RT

P

RT

P

W

GD

const

P

background image

44

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Q = Q

odwr

= 0 S = 0 S = const (izoentropa)

(1)





2

1

2

1

X

X

S

const

S

dX

X

Z

X

X

Z

X

P, T, V

W <
0

W >
0

spręża
nie

rozpręża
nie

W

W

T

T

background image

45

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Adiabata P=f(V)

S=const

...

Wykładnik adiabaty

V

V

P

P

V

V

P

P

V

P

S

P

T

T

C

V

T

T

C

P

T

T

S

V

T

T

S

P

S

V

S

V

P





V

C

P

C

V

P

V

P

GD

S





V

dV

P

dP

Gaz doskonały

const

C

C

V

P

(2)

background image

46

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Adiabata P=f(V)

S=const

Wykładnik adiabaty gazu złożonego z

drobin:

jednoatomowych: 5/3 1,67
dwuatomowych: 7/5 1,40
wieloatomowych: 1 < < 1,40

Scałkowanie (2)

-

1

2

1

2





V

V

P

P

2

2

1

1

V

P

V

P

(3)

background image

47

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego -

adiabata P=f(V)

S=const

0 - T = const;

1 - = 1,67;

2 - = 1,40;

3 - = 1,23;

0,0E+00

5,0E+05

1,0E+06

1,5E+06

2,0E+06

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

P

/P

a

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

0,0E+00

5,0E+05

1,0E+06

1,5E+06

2,0E+06

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

P

/P

a

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

Sprężanie

Rozprężanie

background image

48

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Adiabata T=f(V)

S=const

...

Gaz doskonały

(4)

T

C

T

P

T

S

V

S

V

T

V

V

V

T

S





V

T

V

C

T

C

C

VC

RT

V

T

V

V

P

V

GD

S





1

Scałkowanie

-

1

1

2

1

2





V

V

T

T

background image

49

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego -

adiabata T=f(V)

S=const

0 - T = const;

1 - = 1,67;

2 - = 1,40;

3 - = 1,23;

Sprężanie

Rozprężanie

250

500

750

1000

1250

1500

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

T

/K

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

250

500

750

1000

1250

1500

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

T

/K

Krzywe oznaczono

kolorem

0,

1,

2,

3

background image

50

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Adiabata T=f(P)

S=const

...

Gaz doskonały

(5)

Scałkowanie

T

C

T

V

T

S

P

S

P

T

P

P

P

T

S





P

T

PC

T

C

C

PC

RT

P

T

P

V

P

P

GD

S

1





1

-

1

2

1

2





P

P

T

T

background image

51

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego -

adiabata T=f(P)

S=const

0 - T = const;

1 - = 1,67;

2 - = 1,40;

3 - = 1,23;

Sprężanie

Rozprężanie

250

500

750

1000

0

,0

E

+

0

0

5

,0

E

+

0

5

1

,0

E

+

0

6

1

,5

E

+

0

6

P/Pa

T

/K

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

250

500

750

1000

0

,0

E

+

0

0

5

,0

E

+

0

5

1

,0

E

+

0

6

1

,5

E

+

0

6

P/Pa

T

/K

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

background image

52

Przemiana adiabatyczna

odwracalna gazu doskonałego...

Praca W=f(V)

S=const

...

...bilans energii

(7)

 

1

1

1

2

2

1

1

2

1

2

1

V

P

V

P

V

dV

V

P

dV

V

P

W

V

V

V

V

S

odwr

adiab

(6)

 

1

2

2

1

2

1

T

T

C

dT

T

C

T

T

U

W

V

T

T

V

odwr

adiab

background image

53

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego

-

praca

0 - T = const;

1 - = 1,67;

2 - = 1,40;

3 - = 1,23;

Sprężanie

Rozprężanie

-2,5E+03

0,0E+00

2,5E+03

5,0E+03

7,5E+03

1,0E+04

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

W

o

d

w

r

/J

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

-6,0E+03

-4,0E+03

-2,0E+03

0,0E+00

0

,0

E

+

0

0

1

,0

E

-0

2

2

,0

E

-0

2

3

,0

E

-0

2

4

,0

E

-0

2

V/m

3

W

o

d

w

r

/J

Krzywe oznaczono kolorem

0,

1,

2,

3

background image

54

Silnik spalinowy wysokoprężny

(Diesla);

powietrze sprężone ok. 20-krotnie praktycznie
adiabatycznie ogrzewa się do temperatury
wyższej niż 1000 K, co powoduje zapłon paliwa
podanego do cylindra przez pompę wtryskową.

Skraplanie gazów metodą

Claude'a (Kapicy);

sprę- żony gaz schłodzony wodą do
temperatury "pokojo- wej" jest rozprężany
praktycznie adiabatycznie w silniku tłokowym

(G. Claude, 1900)

lub turbinie ga- zowej

(P.

Kapica, 1934)

w wyniku jego temperatura

obniża się poniżej temperatury wrzenia.

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego

-

kilka zastosowań...

background image

55

Wieczny śnieg w górach.

W miarę wzrostu

wysokoś- ci maleje ciśnienie atmosferyczne.W
troposferze pio- nowe prądy przemieszczają
ogromne masy powiet- rza; ze względu na ich
rozmiar jest proces praktycz- nie adiabatyczny.
Powietrze wynoszone do góry roz- pręża się i w
konsekwencji maleje jego temperatura.

Teoretyczny gradient pionowy temperatury
powiet- rza (obliczony za pomocą równania
adiabaty) jest równy - 9,8 K· km

-1

; (w

rzeczywistości -7 K · km

-1

)

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego

-

kilka zastosowań...

background image

56

Wiatr typu "halnego"

wiejący na polskim

Podhalu. Wilgotne ciepłe powietrze
napływające z południa jest wynoszona do
góry przez łańcuch Tatr w wyni- ku czego
ulega rozprężeniu praktycznie adiabatycz-
nemu i ochłodzeniu; skrapla się para
wodna(pada deszcz). Po polskiej stronie
powietrze pozbawiona wody spływa w dół
ulegając adiabatycznemu sprężeniu w wyniku
czego ogrzewa się; wieje suchy gorący wiatr.

Przemiana adiabatyczna
odwracalna gazu doskonałego

-

kilka zastosowań

background image

57

6.5. Kalorymetryczne

wyznaczanie entropii

substancji czystych

Wykład 6

background image

58

Substancja w zakresie

temperatur 0 - T/K nie ulega

przemianom fazowym

Dane doświadczalne:

zmierzone

kalorymetrycznie wartości „punktowe”
C

P

(T

i

) począwszy od temperatury

możliwie bliskiej 0 K.

 

 

 

T

P

T

P

T

d

T

C

dT

T

T

C

T

S

0

0

ln

 

 

 

'

'

T

T

T

P

P

dT

T

T

C

dT

T

T

C

T

S

0

 

'

'

'

'

T

P

T

C

aT

dT

T

aT

T

S

0

3

3

3

3

0

(3)

(2)

(1)

background image

59

Entropia Ag

(s)

obliczona na

podstawie danych

kalorymetrycznych

1 -
C

p

(T)

2 -
S(T)

0

10

20

30

0

100

200

300

T/K

C

p

/(

J/

m

o

l

K

)

0

20

40

60

S

/(

J/

m

o

l

K

)

1

2

background image

60

Substancja w zakresie

temperatur 0 - T/K ulega

przemianom fazowym

Dane doświadczalne:

zmierzone

kalorymetrycznie wartości „punktowe”
C

P

(T

i

) oraz temperatury i

f

H

wszystkich przemian fazowych

f

f

f

odwr

const

P

T

f

T

H

T

Q

S

,

 

 

 

 

 

 

0

0

T

T

g

P

w

w

T

T

c

P

t

t

T

T

P

f

f

T

T

T

P

P

w

w

t

t

f

f

dT

T

T

C

T

H

dT

T

T

C

T

H

dT

T

T

C

T

H

dT

T

T

C

dT

T

T

C

T

S

'

'

(4)

(5)

background image

61

Entropia O

2(g)

obliczona na

podstawie danych

kalorymetrycznych

1 -
C

p

(T)

2 - S(T)

0

20

40

60

0

20

40

60

80

100

T/K

C

p

/(

J/

m

o

l

K

)

0

60

120

180

S

/(

J/

m

o

l

K

)

1

2

ciecz

gaz

background image

62

Matematyka jest alfabetem, przy

pomocy którego Bóg opisał

Wszechświat.

Galileo Galilei (1562 - 1642), włoski

fizyk, astronom i filozof, twórca

podstaw matematyczno -

eksperymentalnych metod

badawczych w przyrodoznawstwie.


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
06 popytu poda y cechy KBid 6361 ppt
06 Zagadnienia zrodla poznania I 08id 6450 ppt
06 Zagadnienia zrodla poznania Iid 6177 ppt
06 Trzustka, Wątroba, Drogi żółcioweid 6156 ppt
06 Klasy systemow MRP ERPid 6315 ppt
06 Bramki logiczne i układy kombinacyjneid 6179 ppt
06 Przykład wykorzystania Hibernate(1)id 6376 ppt
06 Wykł 06L Mechanika kwantowaid 6171 ppt
06 04 Struktura ja a komunikacjaid 6225 ppt
13 CUN 09 06 2007r c I komentarz dla studentówid 14624 ppt
12Ana m brzucha 09 06 07 komentarz dla studentówid 14232 ppt
Amfetamina - Opis Substancji, UŻYTKI, LEGALNE NARKOTYKI I NIE TYLKO
Amfetamina Opis Substancji, Otrzymywanie

więcej podobnych podstron