1. II zasada termodynamiki dla przemian nieodwracalnych.

W procesie nieodwracalnym iloczyn temperatury bezwzględnej układu i elementarnego zasobu przyrostu entropii, równy jest sumie elementarnego przyrostu zasobu ciepła wymienionego między układem a otoczeniem, powiększonej o elementarny przyrost zasobu ciepła tarcia wykreowanego w układzie:

Tds = δQ + δQ_f

W przemianach rzeczywistych nieodwracalnych przemianie termodynamicznej może towarzyszyć rozpraszanie energii w procesie tarcia, które jest równoważne kreacji zasobu ciepła Q_f.

dS = (dQ + dQ_f)/T

2. II zasada termodynamiki dla przemian odwracalnych.

W układzie nie adiabatycznym w procesie odwracalnym iloczyn temperatury bezwzględnej T i elementarnego przyrostu zasobu entropii dS równy jest elementarnemu przyrostowi zasobu ciepła δQ wymienionego między układem a otoczeniem.

TdS = δQ.

3. III zasada termodynamiki.

Zasób entropii każdego układu złożonego z substancji czystej w stanie kryształu doskonałego w temperaturze zera bezwzględnego równa jest zeru.

4. Podaj prawo Avogadra, wyjaśnij co określa liczba Avogadra.

W jednakowych objętościach znajduje się taka sama liczba cząstek tego samego gazu doskonałego jeśli ciśnienia i temperatury tych gazów są jednakowe: m₁=n₁•M₁; m₂=n₂•M₂; n - liczba cząstek gazu;

M - masa cząsteczkowa; m - masa; MR=B - uniwersalna stała gazowa.

Liczba Avogadra określa ilość cząstek zawartych w jednym molu dowolnej substancji. N_A=6,023•10²³[1/mol]

5. Wyjaśnij i zapisz prawo izochory Charles'a.

V,m = const; a = 1/β = 273,15[K];

,

,

p = p₀(1+β₀t)

6. Napisz wyrażenie definiujące temperaturę Debye'a.

θ_D=hν_D/k;

v_D-max. częstotliwość fotonów;

7. Wyjaśnij i zapisz prawo Gay-Lucassa.

Gazy rzeczywiste zbliżają swe wartości do gazu doskonałego wówczas gdy ciśnienie gazu maleje a temp. wzrasta i jest wysoka w porównaniu z temp. nasycenia

,

8. Wyjaśnij i zapisz zjawisko

Joule'a-Gay-Lucassa.

Opisuje ono dławienie adiabatyczno - izoenergetyczne gazu doskonałego. Podczas dławienia gazu następuje produkcja entropii jako, że jest to proces nieodwracalny i w stanie wyrównania ciśnień entropia układu osiąga max.

dS = δq_f/T =

Dla gazu doskonałego energia kinetyczna przemieszczenia substancjalnego cząsteczek po wyhamowaniu ich prędkości substancjalnej do zera równoważna energii cieplnej, równa jest co do wartości pracy bezwzględnej:

9.Napisz wyrażenie określające: prędkość średnią kwadratów prędkości cząsteczek w gazie doskonałym.

Średnia kwadratów prędkości cząsteczek w gazie doskonałym może być określona z definicji w skali temperatury T, tak aby:

czyli

Stąd średnia kwadratu prędkości cząstek określona jest zależnością :

Średnia prędkość cząstek definiowana jest przez:

10. Napisz wyrażenie określające funkcję rozkładu widmowego objętościowej gęstości zasobu ilości oscylatorów w polu długości fal pudła izotermicznego.

długość fali: λ=c/ν-częstotliwość;

Odwrotnie proporcjonalna zależność długości fal λm od temperatury T opisuje ilościowo mechanizm przesuwania się maksimum rozkładu widmowego objętościowej gęstości zasobu energii promieniowania elektromagnetycznego ελ(λ) w miarę wzrostu temperatury w stronę fal krótszych.

11.Napisz wyrażenie określające adiabatyczne rozprężanie promieniowania.

Jeśli ciśnienie promieniowania jest opisane związkiem: p= (1/3) - ε to: T³V = const.

12.Napisz wyrażenie określające funkcję rozkładu widmowego objętościowej gęstości zasobu ilości oscylatorów w polu.

13.Wyrażenie określające ciśnienie gazu działającego na powierzchnię padania.

Ciśnienie parcjalne na powierzchni AB:

p_i =F_i/AB

Przyrost ciśnienia cząstek poruszających się z prędkością V_i w kierunku powierzchni padania pod kątem θ:

dp_i=2mV_i²cos²θdn lub dp_i=n_imV_i²sinθdθ

14.Wyrażenie na masową gęstość zasobu entropii dla gazu doskonałego.

W funkcji temperatury i masowej gęstości zasobu objętości:

W funkcji temperatury i ciśnienia:

15.Zdefiniuj pojecie entropii i wymień inne znane ci parametry stanu gazu.

Entropia jest to zjawisko samorzutnego dochodzenia układów nie równoważonych termodynamicznie w procesach nieodwracalnych do stanu równowagi termodynamicznej.

Entropia jest równa iloczynowi stałej Boltzmana i logarytmu gęstości prawdopodobieństwa wystąpienia stanu układu. Ze statystycznego punktu widzenia największemu stopniu nie uporządkowania układu przyporządkowane jest największe prawdopodobieństwo wystąpienia tego stanu. Inne parametry stanu: temp. ciśnienie. Entropia izolowanego układu osiąga wartość max dla wart. zmiennej losowej X równej x odpowiadającej stanowi równowagi układu. Entropia układu złożonego z „n” słabo oddziaływujących na siebie podukładów równa jest sumie entropii tych podukładów.

16.Określ masową gęstość zasobu ciepła dla przemiany izotermicznej.

Dla przemiany izotermicznej masowa gęstość zasobu ciepła = pracy bezwzględnej = pracy technicznej.

Wartość masowych gęstości zasobu ciepła wymienionego w przemianie izotermicznej:

dqT = Td_r = pdV = -V²dp

17. Praca internijna.

Jest to część pracy wykonanej wewnątrz układu ograniczonego osłoną poprowadzona wzdłuż ścian wewnętrznych maszyny, która jest przekazywana na zewnątrz układu.

L_i = L_in + L_f

L_in - praca indykatorowa równa wykresowej;

L_f - praca tarcia wewnątrz maszyny.

18. Definicja pracy internijnej maszyny roboczej.

Jest to część pracy wykonanej wewnątrz układu ograniczonego osłoną poprowadzoną wzdłuż ścian wewnętrznych maszyny, która jest przekazywana na zewnątrz układu.

L_i = L_in + L_f ;

L_in - praca indykowana;

L_f - praca tarcia wewnątrz maszyny.

19. Klasyfikacja energii wewnętrznej:

• Energia ruchu postępowego i obrotowego drobin;

• Energia ruchu drgającego atomów w drobinach;

• Energia potencjalna w polu wzajemnego, przyciągania drobin;

• Energia chemiczna z możliwością przebudowy drobin;

• Energia stanów elektronowych;

• Energia jądrowa.

20. Podaj klasyfikację energii układu.

Całkowita energia układu jest równa sumie energii ruchu wszystkich cząstek substancji wypełniających układ, czyli energii kinetycznej szeroko rozumianej oraz pól siłowych w obszarze układu, czyli energii potencjalnej szeroko rozumianej.

21. Klasyfikacja transportu energii:

• poprzez wymianę ciepła,

• poprzez wymianę pracy,

• poprzez wymianę masy.

22. Podział zasobu energii promieniowania.

Oznaczając zasób energii absorbowanej A, pochłoniętej P, zaś reflektowanej R, można zapisać bilans energii promieniowania padającego na ciało:

A + P + R = Q

a = A/Q - zdolność absorpcyjna;

p = P/Q - zdolność przepuszczania;

r = R/Q - zdolność refleksyjna.

23. Zdefiniuj pojęcie ciśnienia dynamicznego w poruszającym się płynie.

u-prędkość substancjalna;

ρ-objętościowa gęstość zasobu masy;

24. Zdefiniuj pojęcie wilgotności bezwzględnej gazu wilgotnego.

Wilgotność bezwzględna jest stosunkiem masy pary m_p do objętości gazu wilgotnego (całej mieszaniny) V.

Dla p_p<p_s para wodna jako gaz doskonały:

Wilgotność bezwzględna jest objętościową gęstością zasobu masy pary dla ciśnienia składnikowego dla pary ρ_p:

Max wartość wilgotności bezwzględna p_p=p_{s -} nasycenia.

25. Podaj definicję stopnia suchości pary mokrej.

x=m_p/m_c+m_p - jest udziałem masowym pary suchej nasyconej w mieszaninie cieczy i pary. Stopień suchości pary mokrej jest drugim, po ciśnieniu parametrem charakteryzującym stan pary mokrej.

Stopień suchości x może przyjmować wartości w zakresie od x=0, kiedy m_p=0 i mamy do czynienia tylko z cieczą wrzącą, do x=1 kiedy m_c=0 i mamy do czynienia tylko z para suchą nasyconą.

26. Podaj zasadę ekwipartycji energii.

Rozdział energii pomiędzy stopnie swobody tak, aby średnia energia przypadająca na każdy stopień swobody była jednakowa, nazywamy zasadą ekwipartycji energii.

27. Wymień założenia przyjęte dla modelu gazu doskonałego.

-cząstki gazu mają rozmiar punktów materialnych;

-objętość zajmowana przez cząsteczki gazu jest pomijalnie mała;

-cząsteczki gazu wykazują cechy doskonale sprężystych kulek znajdujących się w ciągłym chaotycznym ruchu prowadzącym do zderzeń miedzy sobą i ściankami naczynia;

-miedzy cząsteczkami gazu nie występują inne oddziaływania poza sprężystymi zderzeniami;

-bezpośrednią miarą temperatury jest średnia energia kinetyczna jego cząstek.

28. Odwracalnością termodynamiczną względem procesu termodynamicznego:

nazywamy taki stan, w którym proces termodynamiczny występujący w układzie jest w równowadze termodynamicznej, jednakże pod wpływem zadziałania elementarnego bodźca termodynamicznego przybiera kierunek przebiegu zawsze zgodny z kierunkiem zadziałania elementarnego bodźca termodynamicznego (zmiana kierunku zadziałania bodźca termodynamicznego powoduje zmianę kierunku przebiegu procesu termodynamicznego).

29. Pojemnością cieplną lub ciepłem właściwym substancji, które oznaczamy literą c.

Nazywamy iloraz elementarnego przyrostu masowej gęstości zasobu ciepła do elementarnego przyrostu temperatury bezwzględnej wywołanej przyrostem tego ciepła.

,

dla gazu doskonałego
= const.

30. Opisz zjawisko emisji wymuszonej.

Zjawisko emisji wymuszonej polega na jednoczesnym spadku wszystkich atomów znajdujących się na wyższym poziomie energetycznym na niższy poziom energetyczny. Towarzyszy temu duża ilość fotonów emitowanych o energii: hν = 2E_i tworząc spójne promieniowanie monochromatyczne o dużych gęstościach zasobu strumienia emisji energii.

31. Punkt krytyczny K.

Odpowiada stanowi krytycznemu, w którym objętościowe gęstości zasobu masy dwóch faz są jednakowe a przy zmianie stanu skupienia nie pojawia się powierzchnia podziału faz.

32. Współczynnik eustynuncji.

α_λ - współczynnik absorbcji objętości

β_α - współczynnik rozproszenia objętości

---