ΦΥΣΙΚΗ. Θερμοδυναμική Ατομική-Πυρηνική

Σχετικά έγγραφα
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ Πρόκειται για τρόπο μεταφοράς ενέργειας από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω διαφοράς θερμοκρασίας. Είναι διαφορετική από την εσωτερική (θερμική)

* Επειδή μόνο η μεταφορά θερμότητας έχει νόημα, είτε συμβολίζεται με dq, είτε με Q, είναι το ίδιο.

ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΜΗΔΕΝΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ. Μονάδες - Τάξεις μεγέθους

ΦΥΣΙΚΗ. Μηχανική Ρευστών Θερμοδυναμική Ατομική-Πυρηνική Κώστας Μπεθάνης Νίκος Παπανδρέου

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ Πρόκειται για τρόπο μεταφοράς ενέργειας από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω διαφοράς θερμοκρασίας. Είναι διαφορετική από την εσωτερική (θερμική)

Κεφάλαιο 7. Θερμοκρασία

Θερμοκρασία - Θερμότητα. (Θερμοκρασία / Θερμική διαστολή / Ποσότητα θερμότητας / Θερμοχωρητικότητα / Θερμιδομετρία / Αλλαγή φάσης)

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ. Π. Τζαμαλής ΕΔΙΠ

6.1 Θερμόμετρα και μέτρηση θερμοκρασίας

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ - ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

12 η Διάλεξη Θερμοδυναμική

Θερμότητα - διαφάνειες , Σειρά 1

2.6 Αλλαγές κατάστασης

Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

Θερµότητα χρόνος θέρµανσης. Εξάρτηση από είδος (c) του σώµατος. Μονάδα: Joule. Του χρόνου στον οποίο το σώµα θερµαίνεται

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 9: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

7 Η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. 1. Α/Α Μετατροπή. 2. Οι μαθητές θα πρέπει να μετρήσουν τη μάζα

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΨΥΞΗΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

Φύλλο Εργασίας 5 Από τη Θερμότητα στη Θερμοκρασία - Η Θερμική Ισορροπία

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΤΕ - ΣΥΜΜΕΤΕΧΕΤΕ ΣΤΟ

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software For evaluation only. ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΙΔΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΥΓΡΟΥ

Θερμοκρασία: ποσοτικό μέτρο της θερμικής ενέργειας ενός σώματος

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΑΔΙΠΠΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ Ονοματεπώνυμο:.

Θερμοδυναμική του ατμοσφαιρικού αέρα

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΑΔΙΠΠΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ Ονοματεπώνυμο:.

Δύναμη F F=m*a kgm/s 2. N = W / t 1 J / s = 1 Watt ( W ) 1 HP ~ 76 kp*m / s ~ 746 W. 1 PS ~ 75 kp*m / s ~ 736 W. 1 τεχνική ατμόσφαιρα 1 at

Γραµµοµοριακός όγκος. Ο Νόµος του Avogadro

Έννοιες φυσικών επιστημών Ι και αναπαραστάσεις

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

Καταστατική εξίσωση ιδανικών αερίων

Στις ερωτήσεις , να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Επανάληψη των Κεφαλαίων 1 και 2 Φυσικής Γ Έσπερινού Κατεύθυνσης

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΑΕΡΙΟ VAN DER WAALS ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΟΙ ΑΛΛΑΓΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ Ο «ΚΥΚΛΟΣ» ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ - 6 Η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Μέτρηση Θερμοκρασίας - Θερμόμετρα

ΓΡΑΠΤΕΣ ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ Δειγματικό Εξεταστικό Δοκίμιο. ΦΥΣΙΚΗ ( 65 μονάδες )

ΒΓ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 6ο: ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

- 31 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας.

Φυσικοί μετασχηματισμοί καθαρών ουσιών

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας,

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 7 η : Αέρια Ιδιότητες & συμπεριφορά. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

6.2. ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ, ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΕΣ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΕΞΙΣΩΣΗ CLAUSIUS-CLAPEYRON ΘΕΩΡΙΑ

2.5 θερμική διαστολή και συστολή

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας, μηχανικού έργου και ιδιοτήτων των διαφόρων θερμοδυναμικών

Η φυσική με πειράματα Α Γυμνασίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΒΑΣΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ

Θερμοκρασία: φυσική ιδιότητα της ύλης εκφράζει ποσοτικά το «ζεστό» ή «κρύο»

Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κεφάλαιο 2 ο. Σύντομη Θεωρία

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΑΔΙΠΠΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2011

Με ποιο όργανο μετριέται το βάρος;

Άσκηση 7 Υπολογισμός της ειδικής θερμότητας υλικού

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Κάθε ποσότητα ύλης που περιορίζεται από μια κλειστή

ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

C=dQ/dT~ 6.4 cal/mole.grad

Συνθήκες ευστάθειας και αστάθειας στην ατμόσφαιρα

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΧ. ΜΑΚΑΡΙΟΥ Γ - ΠΛΑΤΥ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:... ΤΜΗΜΑ:... Αρ...

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΩΡΙΑ

Η πυκνότητα του νερού σε θερμοκρασία 4 C και ατμοσφαιρική πίεση (1 atm) είναι ίση με 1g/mL.

Α. ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ. 1. Β1.3 Να αντιστοιχίσετε τις µεταβολές της αριστερής στήλης σε σχέσεις τις δεξιάς στήλης. 1) Ισόθερµη µεταβολή α)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ. Περιεχόμενα

OI ENNOIEΣ THΣ ΦYΣIKHΣ ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 6 η : Θερμοχημεία Χημική ενέργεια. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

1 IΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 4: Θερμοχημεία Χημική Ενέργεια Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

Μετρήσεις μήκους - Η μέση τιμή

1.4 Καταστάσεις της ύλης - Ιδιότητες της ύλης -Φυσικά και Χημικά φαινόμενα

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Χηµεία Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 2001

Θερμοδυναμική. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Παππάς Χρήστος. Επίκουρος καθηγητής

2 ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ - ΕNTΡΟΠΙΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Προσανατολισμού Θερμοδυναμική

Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Θερμοχωρητικότητα Χημικό δυναμικό και ισορροπία. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΑΣΚHΣΕΙΣ & ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΦΕ6 α. παρατηρώ, πληροφορούμαι, ενδιαφέρομαι / έναυσμα ενδιαφέροντος

Φάσεις μιας καθαρής ουσίας

διαιρούμε με το εμβαδό Α 2 του εμβόλου (1)

Transcript:

Θερμοδυναμική Ατομική-Πυρηνική ΦΥΣΙΚΗ Νίκος Παπανδρέου papandre@aua.gr Γραφείο 27 Εργαστήριο Φυσικής Κτίριο Χασιώτη 1ος όροφος ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΤΕ - ΣΥΜΜΕΤΕΧΕΤΕ ΣΤΟ e-class!!!!

Μηχανική και Θερμοδυναμική κεκλιμένο επίπεδο: σώμα ~ υλικό σημείο, στο οποίο επιδρούν τρεις δυνάμεις μπορούμε να προβλέψουμε θέση και ταχύτητα του σώματος Αέριο σε δοχείο: δεν μας βοηθά η γνώση θέσης-ταχύτητας κάθε σωματιδίου. Μακροσκοπικές μεταβλητές: Όγκος Πίεση Θερμοκρασία V P T Καταστατικές μεταβλητές περιγράφουν μία θερμοδυναμική κατάσταση

Κίνηση μεταβολή του όγκου παραγωγή έργου

Συστήματα με μεγάλο αριθμό σωματιδίων (τυπικά ~10 24 και πάνω) πχ ατμόσφαιρα, δοχεία με υγρά, ωκεανοί, μηχανές Θερμοδυ ναμική Αριθμός Avogadro N Α = 6,022 10 23 mol 1 = αριθμός σωματιδίων σε 1mole Κίνηση, μεταφορά μάζας και ενέργειας

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ: Θερμότητα, Μηδενικός Νόμος - Θερμοκρασία, Νόμος Θερμιδομετρίας, Μετάδοση θερμότητας ΣΧΕΣΕΙΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ: Το ιδανικό αέριο, Εσωτερική ενέργεια, 1 ος Νόμος, Ενθαλπία ΑΠΟ ΤΟΝ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ ΣΤΟΝ ΜΑΚΡΟΚΟΣΜΟ: Στατιστική Φυσική, Εντροπία, 2 ος Νόμος, Ελεύθερη ενέργεια

Θερμοκρασία: ποσοτικό μέτρο της θερμικής ενέργειας ενός σώματος Πρωταρχικό μέγεθος, βασίζεται στις αισθήσεις μας (ζεστό κρύο) Σώματα σε επαφή: Μεταφορά θερμότητας (ενέργειας): θερμότερο ψυχρότερο Η μεταφορά θερμότητας σταματά όταν εξισωθούν οι θερμοκρασίες (θερμική ισορροπία)

Μέτρηση Θερμοκρασίας - Θερμόμετρα Με τη χρήση ενός όργανου μέτρησης (θερμομέτρου), μπορεί κανείς να καθορίσει χωριστά μια ιδιότητα του κάθε αντικειμένου (τη θερμοκρασία του), προκειμένου να γνωρίζει αν θα γίνει ανταλλαγή θερμότητας όταν τα δύο αντικείμενα έρθουν σε θερμική επαφή. Διαστολή υγρού Η κλίμακα Κελσίου καθορίζεται θεωρώντας ότι το εύρος της θερμοκρασίας μεταξύ του σημείου πήξης και του σημείου βρασμού του νερού αντιστοιχεί σε 100 βαθμούς Κελσίου ( C) και ότι το σημείο πήξης του νερού είναι 0 C.

Μέτρηση Θερμοκρασίας - Θερμόμετρα Κάμψη λόγω διαφοράς συντελεστή διαστολής Το διμεταλλικό έλασμα κάμπτεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του εξαιτίας των διαφορετικών θερμικών διαστολών των δύο μετάλλων. Το έλασμα χρησιμοποιείται και ως θερμοστάτης που κλείνει ή ανοίγει ηλεκτρικά κυκλώματα.

Απόλυτη Θερμοκρασία κλίμακα Kelvin ΔΤ ( 0 C) = ΔΤ (Kelvin) Στην ορολογία SI η λέξη «βαθμός» δεν χρησιμοποιείται με την κλίμακα Kelvin

Υπολογισμός απόλυτης θερμοκρασίας (παράδειγμα: ιδανικό αέριο). θερμόμετρο σταθερού όγκου Υπό σταθερό όγκο, η απόλυτη θερμοκρασία είναι ανάλογη της πίεσης μετράμε πίεση, βρίσκουμε θερμοκρασία p i και p s : πιέσεις του αερίου στο σημείο τήξης και εξαέρωσης του νερού αντίστοιχα. Πειραματικά, ανεξάρτητα της ποσότητας του αερίου p s /p i = 1,366. Άρα T s /T i = 1,366 (1) Αν θέλουμε η κλίμακα της απόλυτης θερμοκρασίας να έχει τις ίδιες μονάδες με την κλίμακα Κελσίου: Ts Ti = 100 (2) Λύνοντας το σύστημα (1,2) βρίσκουμε

Θερμότητα Μεταφορά ενέργειας...λόγω διαφοράς θερμοκρασίας (από το θερμότερο στο ψυχρότερο). Δεν περιλαμβάνει την παραγωγή έργου. Δεν μπορούμε να μιλήσουμε για απόλυτη ποσότητα θερμότητας Q, αλλά για μεταφορά θερμότητας dq ή ΔQ μεταξύ σωμάτων. Το σύμβολο Q, όταν χρησιμοποιείται, έχει την έννοια του ΔQ....γιατί η θερμότητα δεν εξαρτάται μόνο από την κατάσταση ενός σώματος/συστήματος, αλλά και από τον τρόπο/δρόμο που έφτασε εκεί. Q : Δεν είναι καταστατικό μέγεθος. (Ορισμένες φορές το dq συμβολίζεται με đq) Καταστατικά μεγέθη: P, V, T,. χαρακτηρίζουν μία κατάσταση ανεξάρτητα από το πώς φτάσαμε σ αυτή

Μονάδες Θερμότητας = Μονάδες Ενέργειας (Joule) άλλη μονάδα: θερμίδα, 1 cal = 4,186 J (όσο χρειάζεται για να θερμανθεί 1 gr νερού από 14,5 0 C σε 15,5 0 C) Διαιτητική θερμίδα = 1000 cal = 1Kcal = 4186 J

Θερμική ισορροπία: ορισμός της θερμοκρασίας.

Γνωστή θερμοκρασία T c T a = T c T b = T c T a = T b

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Νόμος της Θερμιδομετρίας: όταν η μεταφορά θερμότητας έχει ως αποτέλεσμα την μεταβολή της θερμοκρασίας H ποσότητα της θερμότητας που απαιτείται για τη μεταβολή κατά ΔΤ της θερμοκρασίας ενός σώματος συγκεκριμένου υλικού, είναι ανάλογη της μάζας του και της μεταβολής της θερμοκρασίας του : ΔQ = m.c.δτ όπου c σταθερά, χαρακτηριστική του κάθε υλικού, που ονομάζεται ειδική θερμότητα του υλικού και δίνεται σε μονάδες J/(kg.K) ή kcal/(kg. C) ή cal/g. C. Η εξίσωση της θερμιδομετρίας δεν ισχύει όταν η μεταφορά θερμότητας προκαλεί αλλαγή φάσης ή παραγωγή έργου

Πρόσημο του ΔQ ΔQ = m.c.δτ ΔΤ = Τ τελική Τ αρχική άρα: Όταν αυξάνει η θερμοκρασία έχουμε ΔQ > 0 και Όταν μειώνεται η θερμοκρασία έχουμε ΔQ < 0 Το σύστημα απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον: ΔQ > 0 και Το σύστημα αποδίδει θερμότητα προς το περιβάλλον: ΔQ < 0

ΔQ = m.c.δτ m = μάζα συστήματος Μ = Μοριακή μάζα n = αριθμός mole m = n.m c = ειδ. Θερμότητα 1 cal / g C C = M.c = γραμμοριακή ειδική θερμότητα ΔQ = n.m.(c/m).δt ΔQ = n.c.δt

Η ειδική θερμότητα ενός υλικού: Δείχνει πόσο θα αυξηθεί (ή μειωθεί) η θερμοκρασία σε ένα σώμα που απορροφά (ή αποδίδει) δεδομένη ποσότητα θερμότητας Εξαρτάται από τη λεπτομερή ηλεκτρονιακή δομή του. Σχετίζεται με τη δυναμική ενέργεια των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων του υλικού Εξαρτάται εν γένει από τη θερμοκρασία αλλά επειδή η τιμή της μεταβάλλεται πολύ αργά για θερμοκρασίες κοντά στη θερμοκρασία δωματίου, συχνά θεωρείται σταθερή.

Γιατί το υγρό H 2 O έχει διπλάσια ειδική θερμότητα από τον πάγο και τους υδρατμούς; Το υγρό H 2 O απορροφά μέρος της προσφερόμενης θερμότητας για να σπάσει δεσμούς υδρογόνου μεταξύ μορίων του, οπότε χρειάζεται περισσότερη θερμότητα για να αυξήσει την θερμοκρασία του. Ο πάγος σπάει τους δεσμούς υδρογόνου στους 0 ο C. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η προσφερόμενη θερμότητα απορροφάται προκειμένου να αυξηθούν οι ταλαντώσεις των μορίων νερού του πάγου, οπότε η θερμοκρασία αυξάνει ευκολότερα. Στην αέρια κατάσταση δεν υπάρχουν δεσμοί υδρογόνου και η προσφερόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για την αύξηση της ταχύτητας και της ταλάντωσης των μορίων νερού, οπότε η θερμοκρασία αυξάνει γρηγορότερα.

Υλικά με υψηλότερη ειδική θερμότητα απαιτούν περισσότερη θερμότητα ανά μονάδα μάζας για την αύξηση της θερμοκρασίας τους και αποδίδουν περισσότερη θερμότητα ανά μονάδα μάζας όταν μειώνεται η θερμοκρασία τους. Η ειδική θερμότητα του νερού είναι μια από τις υψηλότερες όλων των υλικών, γεγονός που το καθιστά πολύτιμη πηγή θερμότητας π.χ. σε θερμοσίφωνες αλλά και στο σώμα μας.

Στερεά Υγρά - Αέρια ΣΤΕΡΕΑ: Κανονικότητα μεγάλης εμβέλειας ΥΓΡΑ: Κανονικότητα μικρής εμβέλειας (περιοχή άμεσων γειτόνων μόνο) Αλλαγές φάσεων Σε κάθε δεδομένη πίεση, η αλλαγή φάσης πραγματοποιείται σε καθορισμένη θερμοκρασία και συνοδεύεται συνήθως από απορρόφηση ή απόδοση θερμότητας και από μεταβολή όγκου και πυκνότητας ΑΕΡΙΑ: Αμελητέες ελκτικές δυνάμεις, έλλειψη δυναμικής ενέργειας, καμία κανονικότητα

Αλλαγές φάσης στερεού - υγρού - αερίου

Αλλαγές φάσεων Τήξη: Όταν προσφέρουμε θερμότητα σε πάγο στους 0 0 C και υπό ατμοσφαιρική πίεση, η θερμοκρασία του πάγου δεν μεταβάλλεται. Αντίθετα, μέρος αυτού λιώνει σε νερό. Μετατροπή πάγου 0 0 C σε νερό 0 0 C σε ατμοσφαιρική πίεση απαιτεί θερμότητα L f = 3,34 x 10 5 J /Kg. Η απαιτούμενη θερμότητα ανά μονάδα μάζας ονομάζεται θερμότητα τήξης (L f ) (εξαρτάται από το υλικό και την πίεση) Δ Q = ml

Αλλαγή φάσης: Στερεό Υγρό * Το θετικό σημείο (προσφορά θερμότητας στο υλικό) αντιστοιχεί στην τήξη * Το αρνητικό σημείο (αφαίρεση θερμότητας από το υλικό) αντιστοιχεί στην πήξη Αλλαγή φάσης: Υγρό Αέριο θερμότητα εξαέρωσης (L v ) (μεγάλης σημασίας για το μηχανισμό προσαρμογής της θερμοκρασίας σε πολλά θερμόαιμα ζώα μέσω εξαέρωσης του ιδρώτα.η θερμοκρασία του δέρματος μπορεί να είναι ως και 30 0 C χαμηλότερη από εκείνη του περιβάλλοντος αέρα. Αλλαγή φάσης: Στερεό Αέριο θερμότητα εξάχνωσης (L s ) (π.χ το στερεό διοξείδιο του άνθρακα, «ξηρός πάγος», παράγεται με συμπίεση του CO 2 σε υγρή φάση για πιέσεις μεγαλύτερες των 5 atm). Ο ξηρός πάγος σε συνθήκες περιβάλλοντος εξαχνώνεται απευθείας σε αέριο. Δ Q = ml

Αλλαγές φάσεων Q T = L m, Q T E = L E m C αερ Q E C Y Q T C στ

ΑΣΚΗΣΗ Θέλουμε να κρυώσουμε στους 0 0 C ένα αναψυκτικό όγκου 250 ml και αρχικής θερμοκρασίας 25 0 C, προσθέτοντας παγάκια θερμοκρασίας -20 0 C. Πόσα παγάκια βάρους 23g χρειαζόμαστε; Λύση: Αναψυκτικό ~ νερό. Άγνωστος είναι η μάζα m του πάγου. ΔQ w = m w.c w ΔΤ w = 0.25Kg x 4190J/Kg. 0 C x (0 25) 0 C -26000J ΔQ ice = m.c ice ΔΤ ice = m.(2100 J/Kg. 0 C).(0 - (- 20)) 0 C = m.(4,2 x10 4 J/Kg) ΔQ Tηξ = m.l τηξ = m.(3,34 x 10 5 J/Kg) ΔQ w + Δq ice + ΔQ Tηξ = -26000J + m(42000 J/Kg) + m(3,34 x 10 5 J/Kg) = 0 Λύνοντας ως προς m = 0,069 Kg = 69g = 3 παγάκια

Θέμα εξετάσεων Φεβ 2017 Το 2011, η συνολική παραγωγή ενέργειας των Η.Π.Α. ήταν περίπου 100 exajoule (1 exajoule = 10 18 Joule). Από αυτά, περίπου τα μισά (50 exajoule), είναι η συνολικά παραχθείσα θερμότητα, που διοχετεύτηκε στο περιβάλλον. Αν η παραχθείσα ετήσια θερμότητα διοχετευόταν ολόκληρη στην λίμνη Ontario, ποια θα ήταν προσεγγιστικά η άνοδος της θερμοκρασίας της λίμνης; Δεδομένα: Η λίμνη Ontario έχει όγκο περίπου 5000 Km 3. c νερού = 4200 J/Kg.K. Προτιμήστε χρήση δυνάμεων του 10 στις πράξεις σας.

ΛΥΣΗ

Θέμα εξετάσεων Φεβ 2017 Το 2011, η συνολική παραγωγή ενέργειας των Η.Π.Α. ήταν περίπου 100 exajoule (1 exajoule = 10 18 Joule). Από αυτά, περίπου τα μισά (50 exajoule), είναι η συνολικά παραχθείσα θερμότητα, που διοχετεύτηκε στο περιβάλλον. Αν η παραχθείσα ετήσια θερμότητα διοχετευόταν ολόκληρη στην λίμνη Ontario και αν υποθέσουμε ότι είναι παγωμένη στους 0 ο C, τί ποσοστό του όγκου της θα μπορούσε να ξεπαγώσει; Δεδομένα: Η λίμνη Ontario έχει όγκο περίπου 5000 Km 3. Η θερμότητα τήξης του πάγου είναι L = 3,3.10 5 J/Kg. Πυκνότητα νερού ρ = 1000 Kg/m 3. Προτιμήστε χρήση δυνάμεων του 10 στις πράξεις σας.

ΛΥΣΗ