Termodynamika-teoria Na jutro !

TERMODYNAMIKA 1. Energia wewnętrzna ciała A. Zmiana energii wewnętrznej w wyniku wykonania pracy. Energia wewnętrzna ciała jest sumą energii kinetycznych wszystkich cząsteczek, z których zbudowane jest ciało i energii potencjalnych związanych ze wzajemnym oddziaływaniem tych cząsteczek. Temperatura ciała jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek, z których jest ono zbudowane. Energię wewnętrzną można zwiększyć, wykonując pracę nad ciałem. B. Temperatura i jej jednostki. Temperatura ciała jest miarą średniej energii kinetycznej (szybkości ruchu lub drgań) cząsteczek, z których jest ono zbudowane. Im szybciej poruszają się cząsteczki, tym większa jest temperatura ciała. Jednostką temperatury w układzie SI jest kelwin (1K). Stopień Celsjusza (°C) to także jednostka temperatury. 0 °C = 273 K 0 K = -273 °C Jak zamieniać jednostki temperatury? -10°C = (-10 + 273) K = 263 K 36,6°C = (36,6 + 273) K = 309,6 K 10 K = [10 + (-273)]°C = (10 - 273)°C = -263°C 81 K = [81 + (-273)]°C = (81 - 273)°C = -192°C W skali Celsjusza za 0 stopni przyjęto temperaturę zamarzania wody (pod ciśnieniem 1013,25 hPa). W skali Kelwina za 0 K przyjęto najniższą możliwą temperaturę - temperaturę zera bezwzględnego. C. Zmiana energii wewnętrznej w wyniku przepływu ciepła. Wzrost energii wewnętrznej następuje wskutek przepływu ciepła od ciała o wyższej temperaturze do ciała niższej temperaturze. W języku fizyki termin "ciepło" związany jest z procesem przekazywania energii wewnętrznej bez wykonania pracy. Zatem ciepło to ilość energii wewnętrznej przekazanej między ciałami o różnych temperaturach. Przepływ ciepła następuje w wyniku różnicy temperatur i może zachodzić na 3 sposoby: przewodnictwa (bezpośredni kontakt ciał), konwekcji (unoszenie się ciepła do góry) i promieniowania (np. ciepło przy ognisku). Energia wewnętrzna ciała może ulec zmianie wskutek przepływu ciepła. D. I zasada termodynamiki I ZASADA TERMODYNAMIKI Jeżeli W oznacza pracę wykonaną nad ciałem, prowadzącą w całości do przyrostu energii wewnętrznej, to całkowity przyrost energii wewnętrznej ciała jest równy sumie pracy wykonanej nad ciałem i pobranego ciepła: Δ[latex]E_{w} = W + Q [/latex] gdzie: Δ[latex]E_{w} [/latex] - przyrost energii wewnętrznej ciała, W - praca wykonana nad ciałem, powodująca przyrost energii wewnętrznej, Q - ilość pobranego ciepła. 2. Rozszerzalność cieplna ciał. A. Rozszerzalność cieplna ciał stałych. - rozszerzalność liniowa ciał stałych - rozszerzalność objętości owa B. Podsumowanie. Wszystkie ciała (ciała stałe, ciecze i gazy) zwiększają swoją objętość wraz ze wzrostem temperatury. Rozszerzalność cieplna gazów, cieczy i ciał stałych jest różna i zależy od rodzaju substancji. 3. Ciepło właściwe. A. Ciepło właściwie i jego jednostka. Ciepło właściwe jest to energia/ciepło/cecha substancji określająca ilość pobranego ciepła, która jest potrzebna, aby ogrzać 1 kg masy pewnej substancji o 1 k/1° C. Ciepło właściwe oblicza się ze wzoru: [latex]c = frac{Q}{m*ΔT} [/latex] gdzie: Q - dostarczona ilość ciepła, m - masa ciała, ΔT - przyrost temperatury, czyli po prostu różnica między temperaturą początkową a tą, którą się otrzyma w wyniku ogrzania Jednostką [latex]C_{w} [/latex] w układzie SI jest [latex]1 frac{J}{kg * K} [/latex]. Można też używać zamiast K - °C. B. Ciepło do ogrzania dowolnej ilości substancji o dowolną temperaturę. Ilość ciepła, jako pobiera ciało podczas ogrzewania, można obliczyć ze wzoru: Q = c × m × ΔT gdzie: Q - ilość ciepła [J] m - masa [kg] c - ciepło właściwe [[latex] frac{J}{kg C} [/latex]] ΔT - przyrost temperatury [°C]