Termodynamika

8. Teoretická otázka - Termodynamika

ľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľ

1) ZÁKLADNÍ POJMY

- termodynamická soustava - těleso, skupina těles, jejichž stav zkoumáme

- stavové veličiny - popisují stav soustavy - tlak, teplota, objem, energie

- izolovaná soustava - nedochází k výměně látek ani energie s okolím Ţ hmotnost a složení zůstává stejné

- rovnovážný stav - stav, do kterého za určitých neměnných podmínek časem samovolně přejde každá soustava (stav s největší pravděpodobností)

- rovnovážný děj - soustava prochází řadou rovnovážných stavů (děje probíhající velmi pomalu)

2) VNITŘNÍ ENERGIE TĚLESA, TEPLO

- vnitřní energie tělesa - součet celkové kinetické energie pohybujících se částic tělesa a celkové potenciální energie vzájemné polohy částic

- značka U; jednotka J

- není konstantní veličinou - měnitelná konáním práce, tepelnou výměnou

- teplo - energie přijatá (odevzdaná) tělesem při tepelné výměně

- značka Q; jednotka J

- přenos tepla - vedení (kondukce) - přenos z chladnější části tělesa do studenější

- sálání (zářením)

- prouděním (konvekcí) - základ ústředního topení

3) MĚRNÁ TEPELNÁ KAPACITA, KALORIMETR

- tepelná kapacita tělesa:

- udává teplo přijaté tělesem při změně jeho teploty o 1 K

- měrná tepelná kapacita

- udává teplo přijaté 1 kg látky při změně teploty o 1 K

- se změnou teploty látky se mění Ţ udává se při určité teplotě

- pro teplo přijaté látkou o hmotnosti m při změně teploty o ∆T platí:

- kalorimetr - tepelně izolovaná nádoba, ve které probíhá tepelná výměna - směšovací k.

- obsahuje míchačku a teploměr

- využití - určování C a c

- princip - v kalorimetru probíhá tepelná výměna dokud nenastane tepelná rovnováha

- platí: teplejší těleso: ∆Q1 = m1⋅c1⋅(t1-t)

studenější těleso: ∆Q2 = m2⋅c2⋅(t-t2); ∆Q1 = ∆Q2

4) TERMODYNAMICKÉ ZÁKONY

- 1. termodynamický zákon

Přírůstek vnitřní energie soustavy ∆U se rovná součtu práce W vykonané okolními tělesy působícími na těleso silami a tepla Q odevzdaného okolními tělesy soustavě:

- 2. termodynamický zákon

Není možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, který by jen přijímá teplo od určitého tělesa (ohřívače) a vykonával stejně velkou práci.

- neplatnost tohoto zákona by umožnila sestrojení perpetua mobile 2. řádu, které by trvale odebíralo teplo (např. z moře) a přeměňovalo ho na práci

- těleso o vyšší teplotě nemůže při tepelné výměně samovolně přijímán teplo od tělesa chladnějšího

- 3. termodynamický zákon

Látku nelze konečným počtem dějů ochladit na teplotu 0 K

5) KRUHOVÝ DĚJ

- konečný stav látky je stejný jako výchozí stav látky Ţ grafem uzavřená křivka

- platí druhý termodynamický zákon

- ohřívač - těleso, od kterého pracovní látka přijímá teplo Q1