termodynamika

TERMODYNAMIKA
Przygotowała;
Alicja Kiołbasa
Co to jest termodynamika ?
Jak można się domyślić analizując
samą nazwę, "termodynamika" jest
działem fizyki zajmującym się
zjawiskami cieplnymi. Cześć nazwy
"termo..." wskazuje wyraźnie na
związek z temperaturą. Część
"...dynamika" sugeruje nam
dodatkowo, że nie chodzi tu tylko o
stany ustalone, ale przede wszystkim
właśnie o zmiany.
Tak więc ostatecznie termodynamika stara
się odpowiedzieć na pytanie jak pod
wpływem dostarczania, lub odbierania
energii cieplnej zmienia się temperatura,
objętość, stan skupienia i inne własności
ciał. Dodatkowo w tym dziale omawiane są
często zagadnienia związane z istnieniem
substancji w różnych stanach skupienia.
Jest to o tyle naturalne, że stan skupienia
bardzo mocno zależy od temperatury, więc
trudno byłoby opisywać stany skupienia
pod kątem innym, niż wynikającym ze
zjawisk cieplnych.
Teoria kinetycznomolekularna
Współczesna termodynamika tłumaczy
zjawiska cieplne w oparciu o tzw. teorię
kinetyczno - molekularną (nazywaną też
teorią kinetyczno - cząsteczkową). Oznacza
to, że zjawiska związane ze zmianami
temperatury dają się
wytłumaczyć jako
konsekwencja ruchu
i wzajemnych oddziaływań
atomów i cząsteczek.
Ciepło
Ciepło jest to ta część energii wewnętrznej
przekazywana od ciała cieplejszego do ciała
chłodniejszego, która odbywa się w oparciu o
mikroskopowy mechanizm zderzeń między
cząsteczkami/atomami.
Przekazu ciepła nie widać gołym okiem.
Zazwyczaj nie obserwujemy żadnego
dostrzegalnego ruchu, czy innych prostych
objawów (wyjątkiem byłyby sytuacje, w
których ktoś skonstruowałby jakieś specjalne
urządzenie do wskazywania przepływu
energii cieplnej).
Ciepło zawsze przepływa od
ciała o wyżej temperaturze,
do ciała o niższej
temperaturze.
Ciepło właściwe
Ciepło właściwe jest
współczynnikiem określającym
skłonność ciała do łatwiejszej lub
trudniejszej zmiany temperatury
pod wpływem dostarczonej
energii cieplnej. Jest ono ściśle
związane ze wzorem na ilość
energii cieplnej potrzebnej do
ogrzania / ochłodzenia ciała.
Ciepło właściwe ciał
Temperatura
Temperatura to jedna z podstawowych
wielkości fizycznych w termodynamice,
będąca miarą stopnia nagrzania ciał.
Podstawową jednostką temperatury w
układzie SI jest
Kelvin (K),
jednostki
pochodne to
Celsjusz
i Farenheit.
Różnica między temperaturą,
a energią wewnętrzną ciała
Tu warto dodać, ze ważnym pojęciem ściśle
powiązanym z temperaturą jest energia
wewnętrzna. Jednak pomiędzy tymi pojęciami
występują istotne różnice. W szczególności
energia wewnętrzna rośnie wraz z ilością
substancji, a temperatura jest wyznaczana jest
wielkością lokalną - wyznaczaną prawie w
punkcie, a przynajmniej w niewielkim
obszarze zawierającym próbkę materii.
Temperatura nie zależy wiec od ilości
cząsteczek, tylko od "średniego" zachowania
się w danym obszarze.
Energia wewnętrzna
Energią wewnętrzną (Ew lub U) nazywamy
sumę energii wszystkich drobin ciała.
Zmianę energii wewnętrznej rozpoznajemy
po zmianie tempreatury, zmianie
rozmiarów ciała
lub zmienie stanu
skupienia.
I zasada Termodynamiki
Zasada ta stwierdza, że energię wewnętrzną
ciała można zmienić na dwa sposoby:
1. w wyniku przepływu ciepła Q, pomiędzy
ciałem, a jego otoczeniem,
2. na skutek pracy W, wykonanej przez ciało
lub pracy wykonanej nad ciałem.
Zmiana energii wewnętrznej ciała ΔEw jest
równa sumie ciepła i pracy zgodnie ze
wzorem: ΔEw=Q+W.
Gdy dostarczymy ciepło do ciała, to Q > 0 , a
gdy ciało oddaje ciepło, to Q < 0. Podobnie gdy
praca jest wykonana nad ciałem, to W > 0, a
jeśli ciało wykonuje pracę to W < 0.
Ogrzewanie/ochładzanie ciała
bez zmiany stanu skupienia
Podczas ogrzewania (dostarczania ciepła)
bez zmiany stanu skupienia dochodzi do
wzrostu temperatury ciała. W przypadku
odwrotnym - oziębiania - temperatura
maleje.
Większość substancji (ciała stałe, ciecze,
gazy) reaguje zmianą na dostarczone
ciepło w sposób proporcjonalny - tzn. np.
2 razy większe dostarczone ciepło
powoduje 2 razy większy przyrost
temperatury.
Energia potrzebna do ogrzania ciała o
określony przyrost temperatury to
iloczyn ciepła właściwego ciała, masy
tego ciała i przyrostu temperatury.
KONIEC
Źródła
www.fizyka.biz
www.scholaris.pl
www.fizykon.org
www.wikipedia.org
www.portalwiedzy.onet.pl