Noțiuni termodinamice de bază

Σχετικά έγγραφα
Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

FIZICĂ. Elemente de termodinamica. ş.l. dr. Marius COSTACHE

CURS 5 TERMODINAMICĂ ŞI FIZICĂ STATISTICĂ

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

2. MĂRIMI ȘI UNITĂȚI CARACTERISTICE STRUCTURII DISCRETE A SUBSTANȚEI

FC Termodinamica. November 24, 2013

Echilibrul termic. 1. Câteva elemente de termodinamică...

1.1.Fizica moleculară: obiect şi metode de studiu.

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2013

Termodinamica. UMF Carol Davila Catedra de Biofizica Medicala

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Forme de energie. Principiul I al termodinamicii

Unitatea de învăţare nr. 5

Aplicatii tehnice ale gazului perfect si ale transformarilor termodinamice

2.TEMPERATURA. Fig.2.1 Echilibrul termic între două sisteme A şi B despărţite printr-un perete diaterm.

Continue. Answer: a. Logout. e-desc» Concurs Phi» Quizzes» Setul 1 - Clasa a X-a» Attempt 1. 1 of 2 4/14/ :27 PM. Marks: 0/1.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

1. NOŢIUNI TERMODINAMICE DE BAZĂ

Curs 4 Serii de numere reale

Curs 1 Şiruri de numere reale

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

BAZELE TERMOENERGETICII

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

5.1. Noţiuni introductive

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii în tehnică

Integrala nedefinită (primitive)

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

J. Neamţu E. Osiac P.G. Anoaica FIZICĂ TESTE GRILĂ PENTRU ADMITEREA ÎN ÎNVĂŢĂMÂNTUL SUPERIOR. Electricitate Termodinamică Optică Atomică Nucleară

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

2. STATICA FLUIDELOR. 2.A. Presa hidraulică. Legea lui Arhimede

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

4.PRINCIPIUL AL II -LEA AL TERMODINAMICII

I. NOŢIUNI FUNDAMENTALE DIVIZIUNILE MECANICII. PRINCIPIILE MECANICII CLASICE SISTEME ŞI UNITĂŢI DE MĂSURĂ

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

In cazul sistemelor G-L pentru care nu se aplica legile amintite ale echilibrului de faza, relatia y e = f(x) se determina numai experimental.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

ŞTIINŢA ŞI INGINERIA. conf.dr.ing. Liana Balteş curs 7

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

MARCAREA REZISTOARELOR

II. BAZELE FIZICII MOLECULARE ŞI ALE TERMODINAMICII

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Valori limită privind SO2, NOx şi emisiile de praf rezultate din operarea LPC în funcţie de diferite tipuri de combustibili

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Pentru itemii 1 5 scrieți pe foaia de concurs litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.

CUPRINS 9. Echilibrul sistemelor de corpuri rigide... 1 Cuprins..1

UNITĂŢI Ţ DE MĂSURĂ. Măsurarea mărimilor fizice. Exprimare în unităţile de măsură potrivite (mărimi adimensionale)

I. Scrie cuvântul / cuvintele dintre paranteze care completează corect fiecare dintre afirmaţiile următoare.

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

2.PRIMUL PRINCIPIU AL TERMODINAMICII

1.10. Lucrul maxim. Ciclul Carnot. Randamentul motoarelor

Capitolul ASAMBLAREA LAGĂRELOR LECŢIA 25

Termodinamica. Fizica moleculara

Laborator biofizică. Noţiuni introductive

a. P = b. P = c. P = d. P = (2p)

Studiu privind soluţii de climatizare eficiente energetic

Lucrul mecanic şi energia mecanică.

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.4.ALCADIENE

2. Rezistența electrică (R) Ohm (Ω) 1Ω = 1kg A -2 m 2 s Rezistivitatea (ρ) Ohm metru (Ω m) 1Ω m = 1kg A -2 m 3 s -3

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii 4. Măsurarea impedanţelor

Unitatea atomică de masă (u.a.m.) = a 12-a parte din masa izotopului de carbon

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Geometrie computationala 2. Preliminarii geometrice

Subiecte Clasa a VII-a

Aparate de măsurat. Măsurări electronice Rezumatul cursului 2. MEE - prof. dr. ing. Ioan D. Oltean 1

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

15. Se dă bara O 1 AB, îndoită în unghi drept care se roteşte faţă de O 1 cu viteza unghiulară ω=const, axa se rotaţie fiind perpendiculară pe planul

Algebra si Geometrie Seminar 9

145. Sã se afle acceleraţiile celor trei corpuri din figurã. Ramurile firului care susţin scripetele mobil sunt verticale.

riptografie şi Securitate

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.5.ARENE

REACŢII DE ADIŢIE NUCLEOFILĂ (AN-REACŢII) (ALDEHIDE ŞI CETONE)

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

2CP Electropompe centrifugale cu turbina dubla

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

ALGEBRĂ ŞI ELEMENTE DE ANALIZĂ MATEMATICĂ FIZICĂ


Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice


Erori si incertitudini de măsurare. Modele matematice Instrument: proiectare, fabricaţie, Interacţiune măsurand instrument:

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.3.ALCHINE

I. Forţa. I. 1. Efectul static şi efectul dinamic al forţei

CURS MECANICA CONSTRUCŢIILOR

I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului (15 puncte)

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Curs - programul Electrotehnică Versiunea Ș. L. Mihail-Ioan Pop

Transcript:

Noțiuni termodinamice de bază Alexandra Balan Andra Nistor Prof. Costin-Ionuț Dobrotă COLEGIUL NAȚIONAL DIMITRIE CANTEMIR ONEȘTI Septembrie, 2015 http://fizicaliceu.wikispaces.com

Noțiuni termodinamice de bază 1. Sistem termodinamic. Clasificări 2. Parametri de stare 3. Echilibrul termodinamic 4. Procese (transformări) termodinamice. 5. Interacțiunea sistemelor termodinamice cu mediul exterior 6. Echilibrul termic. Temperatura 7. Ecuația termică de stare a gazului ideal

Fenomen termic. Termodinamica Def: Fenomenele termice = fenomenele fizice legate de mișcarea completă dezordornată care se manifestă la nivel molecular. Exemple schimbul de căldură dintre corpului, variația proprietăților fizice (p, V) la modificarea temperaturii, trecerea dintr-o stare de agregare în alta Fenomenele termice sunt studiate în cadrul termodinamicii și teoriei cinetico-moleculare Termodinamica: studiază fenomenele termice fără să a lua în considerare structura internă, atomo-moleculară a corpurilor. Termodinamica studiază experimental fenomenele în care intervin corpuri macroscopice (corpuri formate dintr-un număr foarte mare dar finit de molecule sau atomi). Teoria cinetico-moleculară (T.C.M.): studiază fenomenele termice pornind de la structura internă a corpurilor. Orice corp e format din atomi sau molecule, iar mișcările acestora se supun legilor mecanicii clasice.

1. Sistem termodinamic. Clasificări Def: Corp macroscopic: corp format dintr-un număr foarte mare dar finit de molecule sau atomi. Def: Sistem termodinamic: orice corp macroscopic sau ansamblu bine precizat de corpuri macroscopice. Exemplu: gaz închis într-un cilindru cu piston mobil Observație: Corpurile înconjurătoare care nu fac parte din sistemul termodinamic se numesc corpuri exterioare (mediul exterior).

1. Sistem termodinamic. Clasificări Def: Sistem termodinamic deschis: schimbă energie și substanță cu mediul exterior. Def: Sistem termodinamic închis: schimbă energie cu mediul exterior, dar nu schimbă substanță cu mediul exterior. Def: Sistem izolat (ideal): sistem termodinamic care nu interacționează și nu schimbă substanță cu mediul exterior. Obs: Căldura (Q) și lucrul mecanic (L) sunt forme ale schimbului de energie între sistemul termodinamic și mediul înconjurător.

1. Sistem termodinamic. Clasificări Exemple:

2. Parametri de stare Def: Parametrii de stare: mărimi fizice care caracterizează proprietățile sistemului termodinamic. Exemple: Masa, m Cantitatea de substanță, ν Volumul, V Presiunea, p Temperatura, T Densitatea, ρ Clasificare: Parametri extensivi / aditivi (x = x 1 + x 2 ) Parametri intensivi (x 1 = x 2 = x) m,, V, p, T,

2. Parametri de stare Def: Parametrii de stare: mărimi fizice care caracterizează proprietățile sistemului termodinamic. Exemple: Masa, m Cantitatea de substanță, ν Volumul, V Presiunea, p Temperatura, T Densitatea, ρ Clasificare: Parametri extensivi / aditivi (x = x 1 + x 2 ): m, ν, V Parametri intensivi (x 1 = x 2 = x): p, T, ρ m,, p, T, m,, V p, T, 1 1 V1 2 2 2 1 1 1 Parametri extensivi: m m m 1 2 1 2 V V V 1 2 2 2 2 Parametri intensivi: p p p 1 2 T T T 1 2 1 2

2. Parametri de stare Def: Parametrii de stare: mărimi fizice care caracterizează proprietățile sistemului termodinamic. Exemple: Masa, m Cantitatea de substanță, ν Volumul, V Presiunea, p Temperatura, T Densitatea, ρ Clasificări: Parametri de poziție: V Parametri de forță: p Parametri independenți: pot lua valori arbitrare Parametri dependenți: se exprimă în funcție de cei independenți

3. Echilibrul termodinamic Def: Starea de echilibru termodinamic: starea unui sistem termodinamic în care parametrii de stare au valori care nu variază în timp. Def: Starea de neechilibru termodinamic: starea unui sistem termodinamic în care parametrii de stare au valori care variază în timp. p p A A Starea de echilibru termodinamic se reprezintă grafic printr-un punct în coordonate p V, numite coordonate Clapeyron. V A V

4. Procese (transformări) termodinamice Def: Proces termodinamic (transformare de stare): trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare de echilibru termodinamic în altă stare de echilibru termodinamic. Def: Transformarea cvasistatică: transformarea în care parametrii de stare variază în timp atât de lent, încât, în orice moment, sistemul să poată fi considerat în echilibru termodinamic. Obs: Transformările cvasistatice se reprezintă prin curbe în coordonate p V. Def: Transformarea necvasistatică: transformarea în care sistemul termodinamic trece dintr-o stare inițială de echilibru într-o stare finală de echilibru fără să treacă succesiv prin stări intermediare de echilibru termodinamic. Def: Transformarea reversibilă: transformarea care poate avea loc în ambele sensuri, sistemul termodinamic trecând prin aceleași stări intermediare de echilibru termodinamic. Def: Transformarea ciclică: transformarea în care starea finală a sistemului termodinamic coincide cu starea inițială.

4. Procese (transformări) termodinamice Obs: Procesele necvasistatice sunt ireversibile Procesele din natură sunt ireversibile Procesele cvasistatice se reprezintă prin curbe în coordonate p V: Transformare reversibilă p p 2 2 p Transformare ciclică: 1 a 2 b 1 a 2 p 1 V 1 1 1 V 2 V b V

5. Interacțiunea sistemelor termodinamice cu mediul exterior Tipuri de interacțiuni prin contact mecanic: schimb de lucru mecanic (L), prin contact termic: schimb de căldură (Q), prin schimb de substanță: sisteme deschise (au masa și cantitatea de substanță variabile). Obs: Sistemele izolate mecanic își mențin volumul constant (V = cst.). Sistemele izolate adiabatic (izolate termic) nu schimbă căldură cu mediul exterior (Q = 0).

6. Echilibrul termic. Temperatura Def: Două sisteme sunt în contact termic dacă sunt izolate de mediul exterior, iar între ele este posibil schimbul de căldură fără a fi posibil schimbul de lucru mecanic. Înveliș adiabatic (izolator termic ideal), rigid A B Perete rigid, termoconductor Def: Starea de echilibru termic este starea a două sau mai multe sisteme aflate în contact termic, între care nu are loc schimb de căldură.

6. Echilibrul termic. Temperatura Principiul zero al termodinamicii: Într-un sistem fizic izolat, format din subsisteme închise aflate în echilibru termic, există un parametru de stare intensiv, numit temperatură empirică, ce are aceeași valoare în toate subsistemele. Principiul tranzitivității echilibrului termic: A B C A, B în echilibru termic : t t B, C în echilibru termic : t t A B C B A, C în echilibru termic : t t A C EMPIRIC : bazat numai pe experiență

6. Echilibrul termic. Temperatura Def: Termostatul: sistem termodinamic a cărui temperatură nu variază prin contact termic cu alte sisteme. Def: Termometrul: sistem termodinamic a cărui temperatură variază prin contact termic cu alte sisteme, fără a influența starea de încălzire a acestora. Termometrul: măsoară temperatura; conține un corp termometric caracterizat printr-o mărime termometrică, dependentă de temperatură. Termometre cu: lichid (mercur, alcool); gaz (aer, azot, hidrogen); rezistor. Mărimi termometrice: lungimea coloanei de lichid; volumul de gaz la presiune constantă; presiunea gazului la volum constant; rezistența electrică.

6. Echilibrul termic. Temperatura Tipuri de termometre l t V t p t R t

6. Echilibrul termic. Temperatura Scări de temperatură A stabili o scară de măsurat temperatura înseamnă a stabili o corespondență între mărimea termometrică și temperatura termometrului. Scara Celsius (scara centigradă) Temperaturi (stări) de reper: starea de echilibru a apei pure și gheții care se topește la presiune atmosferică normală: 0 C starea de echilibru a apei pure și vaporilor apei care fierbe la presiune atmosferică normală: 100 C. Scara Fahrenheit Temperaturi de reper: 0 C 32 F 100 C 212 F t T 9 F C 32 5 o o t o t K C 273,15

6. Echilibrul termic. Temperatura Scări de temperatură Scara Kelvin (scara termodinamică) a fost stabilită pe baza principiilor termodinamicii și nu depinde de natura corpului termometric. În scara Kelvin: T - temperatura absolută / temperatura termodinamică Temperaturi de reper: originea scării Kelvin: zero absolut (practic nu se poate atinge): 0 K; punctul triplu al apei reprezintă temperatura de echilibru a gheții, apei și vaporilor de apă: 273,16 K (0,01 C). T S.I. K (Kelvin) Def: Un Kelvin: a 273,16 a parte din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei. Obs: Variația temperaturii este aceeași în Kelvin și în grade Celsius 273,15 273,15 T T T t t t t t T t 2 1 2 1 2 1

7. Ecuația termică de stare a gazului ideal Ecuația termică de stare stabilește dependența între parametrii de stare ai gazului aflat într-o stare de echilibru termodinamic. m,, V, p, T, Ecuația termică de stare a gazului ideal: pv RT R J J 8310 8,31 (constanta universală a gazelor) kmolk molk

7. Ecuația termică de stare a gazului ideal m,, V, p, T, Ecuația termică de stare a gazului ideal: pv RT pv m RT m p RT p RT V

7. Ecuația termică de stare a gazului ideal Caracteristicile modelului gaz ideal: Gazul este format dintr-un număr foarte mare de particule identice (molecule). Dimensiunile moleculelor sunt mici în comparație cu distanțele dintre ele și pot fi considerate puncte materiale. Moleculele se află într-o continuă mișcare haotică, iar mișcarea fiecărei molecule se supune legilor mecanicii clasice. Forțele intermoleculare se neglijează, moleculele se mișcă liber, traiectoriile lor fiind rectilinii. Ciocnirile dintre molecule și pereții vasului în care se află gazul sunt perfect elastice.