Θερµοκρασία (Τ) Κινητική Θεωρία αερίων

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Θερµοκρασία (Τ) Κινητική Θεωρία αερίων"

Ἔρεβος Παππάς
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Θερµοκρασία (Τ) Το µέγεθος που δείχνει πόσο «θερµό» η «ψυχρό» είναι ένα σώµα, ως προς κάποια κλίµακα Σε ιδανικό αέριο η Τ σχετίζεται µε την µέση κινητική ενέργεια των µορίων ΕΝ είναι όµως ενέργεια! Ειναι καταστατικό µέγεθος < Κινητική Θεωρία αερίων m u > 3 k.38*0 3 J / V nrt K kt

2 Μέτρηση Θερµοκρασίας - Θερµόµετρα

3 Μέτρηση Θερµοκρασίας - Θερµόµετρα

4 Μέτρηση Θερµοκρασίας Απόλυτη κλίµακα T T T Tτρ 73, 6 τρ τρ

µεταφορά ενέργειας και ποτέ στο ποσό ενέργειας που περιέχεται σε

5 Θερµότητα Μορφή ενέργειας που µεταδίδεται από ένα σώµα σε άλλο λόγω διαφοράς θερµοκρασίας ή µεταβολής φάσης Αναφέρεται πάντα σε µεταφορά ενέργειας και ποτέ στο ποσό ενέργειας που περιέχεται σε ένα σύστηµα ΕΝ είναι καταστατικό µέγεθος, εξαρτάται από το είδος της µεταβολής

Antoine Laurent de Laoisier (743-794) Αποτελεί µαζί µε τοννεύτωνα Μάξγουελ 'Αινστάιν, τον και τον, έναν από τους τέσσερις κορυφαίους θεµελιωτέςτηςσύγχρονηςεπιστήµης.

6 Antoine Laurent de Laoisier ( ) Αποτελεί µαζί µε τοννεύτωνα Μάξγουελ 'Αινστάιν, τον και τον, έναν από τους τέσσερις κορυφαίους θεµελιωτέςτηςσύγχρονηςεπιστήµης. Γεννήθηκε στο Παρίσι σε µια εύπορη οικογένεια. Ήδηκατάτηδιάρκειατωννοµικών σπουδών του που ολοκληρώθηκαν το 763 έδειξε ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήµες. Παρακολουθούσε πανεπιστηµιακές διαλέξεις για Χηµεία και συµµετείχε σε βοτανολογικές και γεωλογικές εξερευνήσεις. Στις επόµενες 3 δεκαετίες ασχολήθηκε µε πολλά και διαφορετικά θέµατα και έγραψε διατριβές για τεχνικά, ορυκτολογικά, γεωλογικά και µετεωρολογικά προβλήµατα. Η «χηµική επανάσταση» που εισήγαγαν ο Λαβουαζιέ και οι συνεργάτες του διέλυσαν την ασαφή αριστοτέλεια αντίληψη περί των τεσσάρων θεµελιωδών «στοιχείων», γης, νερού, αέρα και φωτιάς. Οι χηµικοί διαπίστωσαν ότι νερό και αέρας είναι αντίστοιχα ένωση και µίγµα γνωστώνχηµικών στοιχείων και η γη είναι επίσης φυσική και χηµική ένωση διαφόρων θεµελιωδών στοιχείων που διαχωρίζονταν σταδιακά σε υψηλές θερµοκρασίες. Μια από τις σηµαντικότερες και γνωστότερες επιτυχίες του Λαβουαζιέ ήταν οι εργασίες του για την καύση, κατά τη µελέτη της οποίας έδωσε το όνοµα στο οξυγόνο που είχε ήδη ανακαλύψει ο 'Αγγλος Πρήστλυ. Έτσι κατέρριψε ο Λαβουαζιέ την αντίληψη για την ύπαρξη του αριστοτέλειου θεµελιώδους στοιχείου, τηςφωτιάςκαιτηµεταγενέστερη θεωρία, για το «φλογιστόν», τουοποίουηύπαρξηστασώµατα προκαλούσε δήθεν την καύση. Η τελική εξήγηση του φαινοµένου της φωτιάς έγινε όµως το 9ο αιώναµε τηθερµοδυναµική και κινητική θεωρία. Ο Λαβουαζιέ ανήγαγε τη διεργασία καύσης σε πρόσληψη οξυγόνου. Στο κύριο έργο του «Traite elementaire de chimie» που κυκλοφόρησε το 786 παρουσίασε µια θεωρία για εξήγηση των χηµικών ενώσεων και περιέγραψε την αναγκαιότητα για µια νέα χηµική ορολογία.

7 Θερµιδοµετρία dq c cal mcdt kdt dq m dt 0 / gr C,490J / kgr 0 C m nm, dq ncdt C Mc

8 f Μονοατοµικό Ιδ. Αέριο Μόνο κινητική ενέργεια f βαθµοί ελευθερίας mu f kt K nn f kt n f tr 3, ό µονοατοµικ dq dq dk tr nc dt 3 nrdt 3 nrdt RT C 3 R

9 Μοριακή Θερµότητα (γραµµοµοριακή θερµοχωρητικότητα) ιδανικού αερίου Μονοατοµικό, f3 (κίνηση σε x,y,z), C (3/)R ιατοµικό, f5 (κίνηση σε x,y,z, περιστροφές), C (5/)R

10 Ατοµική Θερµότητα (θερµοχωρητικότητα) στερεών Ταλαντώσεις µε 3 βαθµούς ελευθερίας (f3) Νόµος Dulong-Petit Για mol E κιν 3 RΤ E δυν 3 RΤ E ολική 3RT dq C dt 3RdT C 3R

11 Μοριακές Θερµότητες Αερίων Για ίδιο dt dq nc dt dq dq > nc dq dt C > C dq T+dT Vσταθ, C dq dx FS dwfdxsdxdv Pσταθ, C

12 Αλλαγές φάσεων QT ± LT m, QE ± L E m C αερ Q E C Y Q T C στ dq mcdt dq dt dt mc dt dt dt mc dq dt dq/dt σταθ c dt dt

13 Που πηγαίνει η θερµότητα τήξης/εξαέρωσης? F du dr

14 Εσωτερική Ενέργεια (U) Το σύνολο της µηχανικής (κινητικής και δυναµικής) ενέργειας που σχετίζεται µε την κίνηση των ατόµων/ µορίων (µεταβατική, περιστροφική, ταλάντωση) και τα δυναµικά πεδία που διαµορφώνονται από τις αλληλεπιδράσεις µεταξύ τους (δεσµοί). Ιδανικό Αέριο (Ι.Α) (Κινητική Θεωρία) f mu kt U καταστατικό µέγεθος (εξαρτάται µόνο από την Τ) εν περιλαµβάνονται στον ορισµό η χηµική και η πυρηνική ενέργεια. U N f kt f mol RT

15 Α Θερµοδυναµικό Αξίωµα (ΑΘΑ) dq du + dw du + dv

16 UnC Τ Πάντοτε! (για οποιαδήποτε µεταβολή µεταξύ ισοθέρµων) Σταθερός όγκος (dv0) dqdu+dv du (ΑΘΑ) dqnc dt (Θερµιδοµετρία) Αρα dunc dt Σταθερή πίεση du εξαρτάται µόνο από dt (αρχική τελική κατάσταση) Πάλι dunc dt

17 ΑΘΑ - Εργο στην Θερµοδυναµική dq du + dw du + dv dw dv W ( V V ) dw dv W nc ( T T dq 0 dw du nc dt ) Ισοβαρής Αδιαβατική dw dv nrt dv V nrt ln( V V ) Ισόθερµη

18 C -C R dq du nc nc nc dt ( Πάντοτε!!) dt dt du + dv ( AΘΑ nc dt + dv ncdt + nrdt ( V nrt ) C C R

19 The molecular mass of a substance (less accurately called molecular weight and abbreiated as MW) is the mass of one molecule of that substance, relatie to the unified atomic mass unit u (equal to / the mass of one atom of carbon-). The molecular mass can be calculated as the sum of the atomic masses of all the atoms of any one molecule. The molecular mass can also be measured directly using mass sectrometry. In mass sectrometry, the molecular mass of a small molecule (< ~00 atoms of a gien element) is exact, that is, the sum of the most common isotoes of each element. Of larger molecules, it is aerage, or calculated using the elemental mass number or the eriodic table, since there is likely to be a statistical distribution of atoms reresenting the isotoes throughout the molecule. The molar mass of a substance is numerically equal to the molecular mass, but exressed in mass units er mole, usually as g/mol (grams er mole). Examle: The atomic mass of hydrogen is u and that of oxygen is u; therefore, the molecular mass of water with formula HO is ( u) u u. Therefore, one mole of water weighs grams. Howeer, the exact mass of hydrogen- (the most common isotoe) is.00783, and the exact mass of oxygen-6 (the most common isotoe) is , so the mass of the most common single molecule of water is u. Molecular mass or molar mass are used in stoichiometry calculations. Since molecules are created by chemical reactions, not nuclear reactions, a molecule's molecular mass exactly equals the sum of the atomic masses of its constituent atoms. The gram-molecular weight is the molecular weight of a chemical comound exressed in grams. Thus the molecular weight of calcium carbonate is 00 therefore the gram-molecular weight is 00 g. The Gram Molecular Weight is frequently used, articularly for calculating the concentration of solutions. Thus a molar solution will contain the gram molecular weight of a chemical dissoled to roduce one litre of solution.

Σχετικά έγγραφα

Θερμότητα - διαφάνειες , Σειρά 1

Θερμότητα - διαφάνειες , Σειρά 1 Θερμότητα - διαφάνειες 007-8, Σειρά Βιβλιογραφία (ενδεικτική) H.D. Young, Πανεπιστημιακή Φυσική Τόμος Α, (5-, 5-, 5-3, 5-5, 5-6, 6-, 6-, 6-4, 7-, 7-, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6, 7-7,7-8) Σημειώσεις καθ. Κου Δ.