Kalendarium

1. Kalendarium Sesja Ferie Test 15 min Wykład Test 90 min Sesja Wykład

2. Termodynamika

3. Zmienne makroskopowe Zamiast opisywać położenia i pędy wszystkich cząsteczek w zbiorniku, będziemy opisywać układ za pomocą zmiennych makroskopowych. Zmienne makroskopowe (tzw. funkcje stanu): temperatura ciśnienie energia wewnętrzna liczba cząstek

4. Równowaga termodynamiczna Równowaga termodynamiczna: funkcje stanu mają tę samą wartość w każdym miejscu układu i nie zmieniają się w czasie. Jeżeli układy A i B zostaną doprowadzone do kontaktu cieplnego i ich funkcje stanu nie zmieniają się, są one w równowadze termodynamicznej. A B

5. Zerowa zasada termodynamiki C A w kontakcie cieplnym z C ale nie z B B w kontakcie cieplnym z C ale nie z A B A Jeżeli, po dostatecznie długim czasie: A w równowadze z C B w równowadze z C To A jest w równowadze z B (wynik doświadczalny)

6. Zerowa zasada termodynamiki Jeżeli ciała A i B są one w równowadze termodynamicznej z trzecim ciałem C, to są one także w równowadze termodynamicznej ze sobą. Każde ciało ma pewną właściwość, którą nazywamy temperaturą. Kiedy dwa ciała znajdują się w stanie równowagi termodynamicznej, ich temperatury są równe. I na odwrót.

7. Pomiar temperatury Aby zdefiniować skalę temperatury należy wybrać jakieś powtarzalne, zależne od temperatury zjawisko i przypisać mu, w sposób dowolny, pewną wartość. Istnieją różne skale temperatury, m.in.: -Kelvina -Celsiusa -Fahrenheita

8. Pomiar temperatury – skala Kelvina Punktowi potrójnemu wody odpowiada temperatura T3 = 273.16 K. Zeru bezwzględnemu odpowiada temperatura równa 0 K. 1 K (Kelvin) – 1/273.16 różnicy pomiędzy temperaturą punktu potrójnego wody a zerem bezwzględnym.

9. Skala Celsjusza Anders Celsius(1701–1744) zaproponował ‘odwróconą’ skalę temperatury: 0o – wrzenie wody 100o – topnienie lodu Carolus Linnaeus (1707–1778) zastosował te same punkty temperatury lecz odwrócił skalę: 100o – wrzenie wody 0o – topnienie lodu

10. Skala Farenheita Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) użył do kalibracji: 0oF – temperatura solanki (lod, woda, sole) 100oF – temperatura żony W skali Fahrenheitatemperatura zamarzania wody: 32oF, a temperatura wrzenia wody ~ 212oF. Aby różnica wynosiła 180oF, zrobiono drobne poprawki. W wyniku poprawek temperatura ciała ludzkiego wynosi 98.6oF.

11. Skala Farenheita, Celsiusa i Kelvina

12. Rozszerzalność cieplna Rozszerzalność liniowa: DL = aLDT a –współczynnik rozszerzalności liniowej

13. Rozszerzalność cieplna Przykład: Jaka jest różnica długości legara betonowego o długości 12 m, pomiedzy latem (35oC) i zimą (-5oC)? • L = 12 m • DT = 40oC • = 12*10-6/C DL =12*10-6 *12 * 40 = 5.5*10-3 m = 5.5 mm

14. Rozszerzalność cieplna

15. Bimetal Zastosowania: Termometry Termostaty Przerywanie obwodu elektrycznego

16. Rozszerzalność cieplna Rozszerzalność objętościowa: DV = bVDT b –współczynnik rozszerzalności objętościowej

17. Ciepło otoczenie TO otoczenie TO otoczenie TO układ TU układ TU układ TU Q Q TU > TO Q < 0 TU = TO Q = 0 TU < TO Q > 0 Ciepło jest energią przekazywaną między układem a jego otoczeniem na skutek istniejącej między nimi różnicy temperatury. Jednostką ciepła jest dżul 1 cal = 4, 1860 J (ciepło potrzebne do podgrzania 1g wody o 1C )

18. Pochłanianie ciepła Pojemność cieplna C jest stałą proporcjonalności pomiędzy ciepłem Q pobieranym lub oddawanym przez to ciało, zmianą temperatury. Q = CDT = C(Tkonc - Tpocz) C – pojemność cieplna Q = cmDT = cm(Tkonc - Tpocz) c – ciepło właściwe (pojemność cieplna/jednostkę masy)

19. Ciepło przemiany Ilość energii, która w postaci ciepła należy przekazać jednostkowej masie substancji, aby uległa ona przemianie fazowej, jest nazywana ciepłem przemiany Q = cprzemm cprzem – ciepło przemiany

20. Ciepło i praca dW = Fds = p(Sds) = pdV W Q zbiornik cieplny T

21. Ciepło i praca p p p P P P K K K W W W V V V Różne możliwości przeprowadzenia gazu ze stanu początkowego P do stanu końcowego K, na wykresie p-V. Pole pod krzywą odpowiada pracy wykonanej przez gaz. Każdemu z możliwych procesów odpowiadają różne wartości wykonanej pracy W i pochłoniętego ciepła Q. p P K W V

22. I zasada termodynamiki Przeprowadzając układ ze stanu początkowego do końcowego, ilość wykonanej pracy i pobranego ciepła zależą od rodzaju przemiany. Jednak różnica Q-W jest jednakowa dla wszystkich procesów. Wielkość tą nazywamy energią wewnętrzną Ew. DEw = Ewkonc – Ewpocz = Q - W dEw = dQ - dW

23. Mechanizmy przekazywania ciepła Jak dokonuje się wymiana ciepła miedzy układem a otoczeniem? • Przewodnictwo cieplne • Konwekcja • Promieniowanie

24. Konwekcja Proces przekazywania ciepła związany z ruchem cząsteczek w gazie lub cieczy. Bryza poranna i wieczorna jest wynikiem konwekcji