W2 I zas term (8-10-15), PŁ-Ochrona środowiska, Termodynamika, wykłady sem1
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->I ZASADA TERMODYNAMIKIZmiana energii wewnętrznej układu ( U)następuje w wyniku wymiany energiimiędzy układem a otoczeniem pod jakąkolwiek postacią.W układzie zamkniętymzmiana energii wewnętrznej (ΔU )jest równa sumie energii dostarczonej do układu lubodprowadzonej z układu pod jakąkolwiek postacią.W układzie izolowanymwszystkie procesy przebiegają tak,abyenergia wewnętrzna Uukładu pozostałastałaU=const.ΔU =0dU=0I ZASADA TERMODYNAMIKIWymiana energii pomiędzy układem zamkniętym a otoczeniem może przebiegad wwyniku przepływuCIEPŁA (q)lub poprzez wykonanie PRACY (w).∆U = q + wdU = qel+ welKonwencja znakóww>0w<0q>0gdy praca jest wykonywana na układziegdy układ wykonuje pracęq<0W>0q>0gdy ciepło przechodzi z otoczenia do układuΞ układ pobiera ciepło (proces endotermiczny)gdy ciepło przechodzi z układu do otoczeniaΞ układ oddaje ciepło (proces egzotermiczny)W<0q<0CIEPŁO (q) I PRACA (w)CIEPŁEMnazywamy przeniesienieENERGIInastępujące w wyniku istnieniaróżnicy temperatur UKŁADUiOTOCZENIAW ujęciu molekularnymCIEPŁOjest formą przekazywania energii, którapolega nachaotycznym ruchu cząsteczek.Ruch ten nazywamy ruchemtermicznym.PRACĄnazywamy przeniesienieENERGIIw taki sposób, że może bydona użyta do podniesienia wOTOCZENIUciężaru na pewną wysokośdPrzepływ energii w postaci pracy powoduje równomierneprzesunięcie atomów w otoczeniu w tym samym kierunku.I ZASADA TERMODYNAMIKICIEPŁO i PRACA zależą od sposobu przeprowadzeniaprocesu,są funkcjami drogi.dU = qel+ weldU = đq + đwCiepło i praca nie są funkcjami stanu,đq i đw nie są różniczkami zupełnymiI ZASADA TERMODYNAMIKI∆U = q + wdU = qel+ welWymiana energii pomiędzy układem zamkniętym a otoczeniem może przebiegad w wynikuprzepływuCIEPŁA (q)lub poprzez wykonaniePRACY (w).w = wobj+ wnieobj.Gaz doskonały rozprężając się może wykonad pracę objętościową.pzhPRACA objętościowa (w)praca = droga x siła oporuw = h · mg= h ·(pz· A)= pz·(h ·A)w = - pz·ΔV1J = 1 Nm = 1 kg m2s-21J = 1 Pam3APraca objętościowa (w)jest pracą związaną ze zmianą objętości ∆V układuprzeciwkociśnieniuzewnętrznemupzJeśli gaz rozpręża się do próżni to nie wykonuje pracy, bo nie ma siły oporu.Praca rozprężaniajest wykonywana przez układ (rozprężający się gaz)w przyjętej konwencjiznaków jest ujemnadlatego w matematycznym wyrażeniu należy wstawid znak „-”.I ZASADA TERMODYNAMIKIPRACA objętościowaw = - pz·ΔVgdy p = constPraca jest funkcją drogi – zależy od sposobuprzeprowadzenia procesuGaz może rozprężad się(I)đw = wel= - pz·dVw�½ pzdVVpVkspontanicznie (samorzutnie) przeciwko stałemu zewnętrznemu ciśnieniupz= const,pz< pwVkw�½ pzdV�½ pz( VkVp)VpProces nieodwracalny, (nie można go zawrócid po tej samej drodze) szybki, SAMORZUTNY(II) w sposób odwracalny:w nieskooczenie wielu stadiach przeciwko zmiennemu ciśnieniu. Ciśnienie zmienia się onieskooczenie małą wielkośd dp.Vpz≠ const , p= pw+ dpGdyw�½ pdV�½VpkPROCES ODWRACALNYPROCES RÓWNOWAGOWYzachodzi pod wpływem nieskooczenie małej siły napędowejmoże byd w dowolnym momencie zatrzymanymoże przebiegad w kierunku przeciwnym pod wpływembardzo małej siły napędowej skierowanej przeciwnie�½ nRTVpVkp�½dV�½VnRTV�½ nRTdV�½VVpVkT = constVpVk�½ nRTln�½nRTlnVpVk [ Pobierz całość w formacie PDF ] |