Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

Transcript

1 ermodynamika nútorná energia lynov,. veta termodynamická, Izochorický dej, Izotermický dej, Izobarický dej, diabatický dej, Práca lynu ri termodynamických rocesoch, arnotov cyklus, Entroia Dolnkové materiály k rednáškam z Fyziky I re SjF Dušan PUDIŠ (28)

2 U E E k... Potenciálna energia vzájomného silového ôsobenia... Kinetická energia teelného ohybu častíc U E + E k U U U U U > U <... nútorná energia sústavy sa nemení... nútorná energia sústavy rastie... nútorná energia sústavy klesá U du du d d... Dodaním formou mechanickej ráce... Dodaním formou tela

3 . Energia lynu dodaná formou ráce dl F Práca lynu: dfdl d 2. Energia lynu dodaná formou tela... k rácu koná vonkajšia sila... k rácu koná lyn Sdl d... elo dodané sústave... elo odovzdané sústavou U + U. v. termodynamická Prírastok vnútornej energie sa rovná súčtu sústave dodaného tela a dodanej ráce. du d+ d Pre kruhový dej latí du

4 ... eelná kaacita ri konštatnom objeme... eelná kaacita ri konštatnom tlaku?ký je vzťah medzi a? d d d du + d du, ( d ) du d du + d du + d + d Mayerov vzťah + d d

5 dej izotermický...konšt. konšt. Boylov-Mariottov zákon... ri stálej telote je súčin tlaku a objemu ideálneho lynu konštantný izobarický...konšt. konšt. Gay-Lussacov zákon ()... ri stálom tlaku je odiel objemu a termodynamickej teloty ideálneho lynu konštantný izochorický...konšt. konšt. Gay-Lussacov zákon (2)... ri stálom objeme je odiel tlaku a termodynamickej teloty ideálneho lynu konštantný Daltonov zákon... ýsledný tlak zmesi lynov sa rovná súčtu arciálnych tlakov zložiek zmesi i

6 izochora o všeobecnosti telo dodané sústave sôsobí zvýšenie vnútornej energie a vykonanie ráce: d du + d du d d d + d Pri izochorickom deji d d mc d elo dodané sústave ri izochorickom deji sôsobí len zmenu vnútornej energie.

7 izoterma o všeobecnosti telo dodané sústave sôsobí zvýšenie vnútornej energie a vykonanie ráce: d + d d d Pri izotermickom deji d d d d d n n d ln n

8 izobara o všeobecnosti telo dodané sústave sôsobí zvýšenie vnútornej energie a vykonanie ráce: d du + d ( U ) d d + d dh H H U + entalia elo rijaté sústavou ri izobarickom deji sa rovná rírastku entalie.

9 izoterma Dej bez výmeny tela sústavy s okolím, res. deje rebiehajúce veľmi rýchlo. d adiabata d + d n d + d n d + d n + n + d d + + d d d / Poissonova konštanta Poissonova rovnica ln ln + ln konšt.

10 konšt. d d n + + n + n

11 Kruhový dej, ri ktorom lyn koná rácu na úkor svojej vnútornej energie. izoterma B B B ln n B B D D D 2 adiabata Ohrievač dodáva telo a lyn koná rácu ri konštatnej telote. B n ( ) 2 ozínanie lynu okračuje ale keďže dodané telo je nulové telota klesne z na 2. Izotermická exanzia diabatická exanzia Izotermická komresia diabatická komresia ln n2 D D Ohrievač odoberá telo 2, ričom dochádza ku komresii lynu ri konštatnej telote 2. D n ( ) 2 2 Komresia lynu okračuje ale keďže odvádzané telo je nulové telota vzrastie z 2 na.

12 htt://galileoandeinstein.hysics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/carnot.htm

13 η 2 eelný stroj... eriodicky sa oakujúci kruhový dej so systematickou remenou tela na rácu. η η n( 2) ln 2 nln 2 2 Účinnosť teelného stroja je daná len rozdielom teloty ohrievača a chladiča. Nar. re rozdiel telôt o a o je účinnosť η 26,8% Nie je teda možný teelný stroj remieňajúci všetko telo na rácu. oto vyjadruje 2. veta termodynamická: Nie je možné zostrojiť eriodicky racujúci stroj, ktorý by len odoberal telo zo zásobníka a konal rovnocennú rácu.