TantárgyakFizikaKözépszintA termodinamika első főtételének alka...
ProfilJegyzet beküldéseGYIKRólunk
Ez a jegyzet félkész. Kérjük, segíts kibővíteni egy javaslat beküldésével!

A termodinamika első főtételének alkalmazása gázokra

A belső energia az anyagot felépítő atomok, molekulák rendezetlen mozgásából származó mozgási energiáinak összege.

Ekvipartíció tétele:
Ideális gázban, amelynek hőmérséklete T minden egyes részecske mindegyik szabadsági fokára átlagosan \frac{1}{2} * k * T energia jut. Tehát N részecskéből álló rendszerben ahol f a szabadsági fokok száma:

E_{belso} = \frac{f}{2} * N * k * T

mólok számával:

E_{belso}= \frac{f}{2} * n * R * T

A belső energia is állapotjelző hőmérséklettől függ, ezért:

  • ha a hőmérséklet állandó, akkor a zárt edényben lévő gáz belső energiája nem változik
  • ha a zárt edényben lévő gáz belső energiája megváltozik akkor ezzel arányosan változik a hőmérséklete

A testek belső energiája minden halmazállapotban kétféleképpen változtatható meg:

  • hőmennyiség felvételével, leadásával: Q
  • a rendszer térfogatának megváltoztatásával, térfogati munkával: W

Tehát a termodinamika első főtétele: \Delta E_{belso} = Q + W (akkor pozitív, ha növelik a belső energiát)

leadott vagy felvett hőmennyiség: Q = c * m * \Delta T (c a fajhő, anyagi minőségre jellemző állandó)

A fajhő megmutatja, hogy egységnyi tömegű anyag hőmérsékletének 1 Celsius fokkal történő megváltozásához mekkora hőmennyiség szükséges. Jele: c, mértékegysége: \frac{J}{K * kg} vagy \frac{J}{C * kg}.

Gázoknál megkülönböztetünk állandó nyomáshoz (izobár , c_v), illetve állandó térfogathoz (izochor, c_p) fajhőt.

c_p > c_v

Ennek az az oka, hogy állandó nyomáson a felvett hőmennyiség nemcsak a belső energiát növeli, hanem a gáz térfogati munkáját is fedezi. Állandó térfogaton pedig a felvett hőmennyiség nemcsak a belső energiát növeli, hanem a gáz térfogati munkáját is fedez. Állandó térfogaton pedig a felvett hőmennyiség csak a belső energia növelésére fordítódik.

Állandó nyomáson a térfogati munka: W = p * \Delta V

Speciális esetek:

  • izoterm: T- állandó: \Delta E = 0, 0 = Q + W
  • izochor: V- állandó: \Delta V=0, W=0, \Delta E = Q
  • izobár: p- állandó: W = p * \Delta V, \Delta E = Q + W
  • adiabatikus:Q = 0, \Delta E = W

Gázok egymás utáni különböző típusú állapotváltozásaiból körfolyamatok tehetők össze. Körfolyamatban a belső energia a teljes ciklusban végeredményében nem változik meg.

James Watt (1736. január 19. – 1819. augusztus 25.) skót feltaláló és mérnök, aki a gőzgép fejlesztésével lényegesen hozzájárult az ipari forradalomhoz. Róla nevezték el a teljesítmény mértékegységét (watt) az SI rendszerben.

Le kell szögeznünk, hogy a közhittel ellentétben Watt nem találta fel a gőzgépet. Watt születésekor Thomas Newcomen gőzgépei már Anglia-szerte üzemeltek. Watt találmánya egy új, fontos részegység, a vízgőz lecsapására szolgáló gőzkondenzátor volt, amellyel a gép hatásfokát, gazdaságosságát növelte meg jelentősen.

Legutóbb frissítve: 2015-09-11 19:14

Javaslatok

Megjegyzések

Hamarosan!

© 2015–2016 erettsegik.hu