W 4 STANY SKUPIENIA MATERII,
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
2008-05-16 STANY SKUPIENIA MATERII Materia występuje w trzech dających się łatwo rozróżnić stanach skupienia: stałym ciekłym gazowym Czwarty stan skupienia, stan plazmy , istnieje jedynie w zakresie niezwykle wysokich temperatur. 1 ciało stałe ciecz gaz 2 1 2008-05-16 Podczas ogrzewania cieczy, obserwujemy zjawisko przechodzenia cieczy w stan pary, nazywane parowaniem. Zjawisko to, zachodzące w każdej temperaturze, odbywa się z powierzchni cieczy. Spośród cząsteczek znajdujących się w warstwie powierzchniowej odrywają się te, których energia kinetyczna jest dostatecznie duża, aby pokonać siły spójności; cząsteczki te przechodzą w stan gazowy. W danej temperaturze średnia wartość energii kinetycznej układu jest stała. Nie oznacza to jednak, ze każda indywidualna cząsteczka znajdująca się w tym układzie ma tę właśnie średnią wartość energii. Rozkładem energii kinetycznej na poszczególne cząsteczki rozważanego układu rządzą prawa prawdopodobieństwa. Na rysunku przedstawiono rozkład energii kinetycznej cząsteczek w dwóch różnych temperaturach T 1 i T 2 . 4 2 2008-05-16 Proces parowania pozbawia układ cząsteczek o najwyższej energii kinetycznej, średnia wartość tej energii w układzie maleje, a co za tym idzie zjawisku parowania towarzyszy obniżenie temperatury. Jeżeli ciecz zawarta jest w naczyniu zamkniętym, to przestrzeń nad jej powierzchnią wypełnia się parą. W końcu układ osiąga stan, w którym liczba cząsteczek odrywających się w jednostce czasu z powierzchni cieczy i przechodzących w stan pary jest równa liczbie cząsteczek w tym samym czasie zderzających sie z powierzchnią cieczy i powracających do stanu ciekłego. Stan ten jest stanem równowagi dynamicznej między cieczą a jej parą nasyconą. W stałej temperaturze charakteryzuje się on stałą wartością średniej wartości energii kinetycznej cząsteczek. 5 Stan gazowy Faza gazowa przyjmuje kształt pojemnika w którym się znajduje Właściwości fizyczne gazu słabo zależą od rodzaju gazu Stan gazowy opisują prawa gazowe 6 3 2008-05-16 Teoria kinetyczna wprowadziła szereg założeń dla tzw. gazu doskonałego., a mianowicie: • cząsteczki gazu są tak małe, że można je uważać za punkty materialne, • pomiędzy cząsteczkami gazu nie występują siły wzajemnego przyciągania ani odpychania, • czasteczki gazu poruszają się stale i bezładnie po torach prostoliniowych, zderzając się ze sobą i ściankami naczynia, w którym się znajdują • zderzenia cząsteczek gazu są doskonale sprężyste, • średnia energia kinetyczna cząsteczek jest proporcjonalna do temperatury gazu w skali Kelvina. Gaz rzeczywisty, nie spełniający podanych wyżej założeń można doprowadzić do takiego stanu, że jego własności będą zbliżone do własności gazu doskonałego, np. przez dostateczne obniżenie ciśnienia lub podwyższenie temperatury. Im większe natomiast jest ciśnienie i niższa temperatura, tym większe są odstępstwa gazu rzeczywistego od podanych niżej praw gazu doskonałego. 7 Prawa gazowe A. Równania stanu gazu doskonałego pv=nRT p - ciśnienie v - objętość n - liczność (liczba moli) R - stała gazowa T - temperatura 8 4 2008-05-16 Prawo izotermy ( Boyle'a-Mariotta ) odnosi się do przemian izotermicznych (t=const). Podaje ona zależność między objętością a ciśnieniem danej masy gazu w stałej temperaturze i wyraża się : v * p = const v 1 * p 1 = v 2 * p 2 Stała wartość iloczynu ciśnienia i objętości danej masy gazu w stałej temperaturze oznacza, że w nie zmienionych warunkach temperatury, ciśnienie gazu zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do objętości zajmowanej przez gaz. 9 Prawo izobary. Badania Gay Lussaca wykazały, że gazy ogrzewane przy stałym cisnieniu rozszerzają się zgodnie z zależnością v t = v o (1 + a * t) gdzie: v t - objetość w temperaturze t, v o - objetość gazu w temperaturze 0 o C, a = 1/273,15 v t = v o * T/T o dla dwóch temperatur T 1 i T 2 v 1 /v 2 = T 1 /T 2 lub v/T = const. Oznacza to, że objętość danej masy gazu znajdującego się pod stałym ciśnieniem zmienia się wprost proporcjonalnie do temperatury wyrażonej w skali bezwzględnej. Zależność ta, sformułowana przez Charlesa i Gay- Lussaca, nosi nazwę prawa izobary. 10 5 [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
W trosce o komfort korzystania z naszego serwisu chcemy dostarczać Ci coraz lepsze usługi. By móc to robić prosimy, abyś wyraził zgodę na dopasowanie treści marketingowych do Twoich zachowań w serwisie. Zgoda ta pozwoli nam częściowo finansować rozwój świadczonych usług.
Pamiętaj, że dbamy o Twoją prywatność. Nie zwiększamy zakresu naszych uprawnień bez Twojej zgody. Zadbamy również o bezpieczeństwo Twoich danych. Wyrażoną zgodę możesz cofnąć w każdej chwili.