WIELKOŚCI OPISUJĄCE UKŁAD

Parametry stanu (opisują stan układu)

Ekstensywne (zależą od ilości materii w układzie)
- masa, objętość

Intensywne (nie zależą od ilości materii w układzie)
- ciśnienie, stężenie, temperatura

FUNKCJE STANU

Energia wewnętrzna (U) – całkowity zasób energii układu stanowiący sumę
energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych
układu, a także energii ruchu cieplnego cząsteczek oraz wszystkich innych
rodzajów energii występujących w układzie.

Energia swobodna (F) – ta część energii wewnętrznej, która może być
wykorzystana do wykonania pracy w przemianach izochorycznych

Entalpia (H) – ilość ciepła dostarczona układowi w przemianach
izobarycznych, która może być zużyta na wzrost energii wewnętrznej oraz do
wykonania pracy objętościowej

Entalpia swobodna (potencjał Gibbsa, G) – część entalpii, która może
być wykorzystana w przemianach izobarycznych do wykonania pracy innej
niż praca objętościowa

Entropia (S) – termodynamiczna funkcja stanu określająca kierunek
przebiegu

spontanicznych

procesów

w

odosobnionym

układzie

termodynamicznym.
Entropia w układzie zamkniętym zawsze rośnie. Miara uporządkowania.

Wyznaczanie ilości ciepła wydzielonego z organizmu człowieka przez

oddychanie – kalorymetria (ćw. 44)

Kalorymetria jest działem fizyki zajmującym się metodami pomiaru
ciepła wydzielanego bądź pochłanianego w trakcie procesów
fizycznych, chemicznych lub biologicznych. Przekazywaniem ciepła
rządzą trzy zasady:

1. Ilość ciepła Q, potrzebna do ogrzania ciała o masie m o przyrost
temperatury ΔT, wyraża się wzorem:

Q = c m ΔT

Współczynnik c nazywamy ciepłem właściwym i jest ilością ciepła
potrzebną go ogrzania 1 kg dowolnego ciała o jeden Kelwin.
Jednostką ciepła właściwego jest J · kg

-1

· K

-1

.

2. Ilość ciepła oddanego przez ciało jest równa ilości ciepła pobranego
przez ciała otaczające.

3. Ilość ciepła pobrana przez ciało przy podgrzewaniu od temperatury
T1 do T2 jest równa ilości ciepła oddanego przy chłodzeniu w tym
samym zakresie temperatur, jeżeli ciało przechodzi przez te same
stany pośrednie w odwrotnej kolejności. Ostatnie dwie zasady
wynikają z zasady zachowania energii.

Ciepło wydzielone z organizmu wyznacza się następującymi metodami:

- kalorymetria bezpośrednia – polega na umieszczeniu badanego w
szczelnej komorze i określeniu ilości wytworzonego przez niego ciepła,
następnie ilość wydzielonego ciepła jest przeliczana na wartość kalorii
wykorzystanych do utrzymania procesów fizjologicznych,

- kalorymetria pośrednia – opiera się na zależności między ilością
pobieranego przez organizm tlenu w jednostce czasu a ilością energii
uwolnionej w procesach metabolicznych.

W ćwiczeniu zajmujemy się jednym ze sposobów oddawania ciepła tzn.
ciepła wydzielonego z organizmu podczas oddychania.

Prawdopodobnie

pierwszy

na

świecie

kalorymetr, który był stosowany w zimie
1782-1783 r. przez Antoine Lavoisiera i Pierre-
Simon

Laplace'a

do

pomiaru

ciepła

rozmaitych przemian chemicznych. Podstawą
pomiaru było przeliczenie ilości wody
powstałej na skutek stopienia się lodu, który
był umieszczony w płaszczu naczynia, w
którym

zachodziła

badana

przemiana

chemiczna.