Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

© RNDr. Jiří Kocourek 2013 Plynné skupenství Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "© RNDr. Jiří Kocourek 2013 Plynné skupenství Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho."— Transkript prezentace:

1 © RNDr. Jiří Kocourek 2013 Plynné skupenství Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho uživatele je zdarma. Použití pro výuku jako podpůrný nástroj pro učitele či materiál pro samostudium žáka, rovněž tak použití jakýchkoli výstupů (obrázků, grafů atd.) pro výuku je podmíněno zakoupením licence pro užívání software E-učitel příslušnou školou. Cena licence je 250,- Kč ročně a opravňuje příslušnou školu k používání všech aplikací pro výuku zveřejněných na stránkách Na těchto stránkách je rovněž podrobné znění licenčních podmínek a formulář pro objednání licence.www.eucitel.czlicenčních podmínekobjednání licence Pro jiný typ použití, zejména pro výdělečnou činnost, publikaci výstupů z programu atd., je třeba sjednat jiný typ licence. V tom případě kontaktujte autora pro dojednání podmínek a smluvní ceny. OK

2 Plynné skupenství © RNDr. Jiří Kocourek 2013

3 Plynné skupenství Skutečné plyny: - rozměry částic jsou velmi malé ve srovnání s jejich vzájemnými vzdálenostmi - síly, kterými na sebe částice působí, jsou velmi malé a vzájemné působení trvá velmi krátce jen při těsném přiblížení částic - kinetická energie částic je mnohem větší než jejich vzájemná potenciální energie

4 Plynné skupenství Skutečné plyny: Model ideálního plynu: - rozměry částic jsou velmi malé ve srovnání s jejich vzájemnými vzdálenostmi - síly, kterými na sebe částice působí, jsou velmi malé a vzájemné působení trvá velmi krátce jen při těsném přiblížení částic - kinetická energie částic je mnohem větší než jejich vzájemná potenciální energie - částice mají nulové rozměry - kromě vzájemných srážek na sebe částce nepůsobí silami; mezi srážkami se pohybují rovnoměrně přímočaře - veškerá vnitřní energie je dána pouze součtem kinetických energií částic; srážky jsou dokonale pružné

5 Rychlosti částic plynu Částice plynu se pohybují chaoticky všemi směry, jejich rychlosti jsou různé.

6 Rychlosti částic plynu Částice plynu se pohybují chaoticky všemi směry, jejich rychlosti jsou různé. Střední kinetická energie jedné částice: E k = E k1 + E k E kN N N... počet částic

7 Rychlosti částic plynu Částice plynu se pohybují chaoticky všemi směry, jejich rychlosti jsou různé. Střední kinetická energie jedné částice: E k = E k1 + E k E kN N Střední kvadratická rychlost: Nahrazujeme skutečné rychlosti částic „průměrnou“ rychlostí v k. Částice pohybující se střední kvadratickou rychlostí má kinetickou energii rovnou střední kinetické energii skutečných částic. E k = = m·v k 2, m... hmotnost částice E k1 + E k E kN N 1 2 N... počet částic

8 Teplota plynu z hlediska molekulové fyziky Střední kinetická energie částic plynu je přímo úměrná termodynamické teplotě: E k = m·v k 2 = k·T k... Boltzmannova konstanta; k = 1,38 · J · K -1 Střední kvadratická rychlost částic plynu při dané teplotě: v k = 3kT m.

9 Tlak plynu z hlediska molekulové fyziky Tlak plynu vysvětlujeme neustálými nárazy částic na stěny nádoby. Tlak se neustále nepatrně mění (fluktuace) okolo střední hodnoty: p = · ·m·v k N V

10 Stavová rovnice ideálního plynu Porovnáním vztahů: p = · ·m·v k N V v k = 3kT m

11 Stavová rovnice ideálního plynu Porovnáním vztahů: p = · ·m·v k N V v k = 3kT m p·V = N·k·T

12 Stavová rovnice ideálního plynu Porovnáním vztahů: p = · ·m·v k N V v k = 3kT m p·V = N·k·T Pro 1 mol plynu: p·V = N A ·k·T = R·T R... molární plynová konstanta; R = 8,31 J · K -1 · mol -1. N A... Avogadrova konstanta – počet částic v 1 molu látky N A = 6 · mol -1.

13 Stavová rovnice ideálního plynu Porovnáním vztahů: p = · ·m·v k N V v k = 3kT m p·V = N·k·T Pro 1 mol plynu: p·V = N A ·k·T = R·T R... molární plynová konstanta; R = 8,31 J · K -1 · mol -1. N A... Avogadrova konstanta – počet částic v 1 molu látky N A = 6 · mol -1. Jiné tvary stavové rovnice: p·V = n·R·T n... látkové množství (počet molů) p·Vp·V T konst. =

14 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) p·Vp·V T konst. = Sledujeme různé děje, při nichž dochází ke stavových změnách v ideálním plynu. Vycházíme z platnosti 1. termodynamického zákona a stavové rovnice:  U = Q + W píst ohřívačchladič ideální plyn

15 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p 1, V 1 p1p1 V1V1 p V

16 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p 1, V 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2 p2p2 V2V2 p V

17 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p 1, V 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2 p2p2 V2V2 p V

18 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p 1, V 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon

19 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p 1, V 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon

20 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon U = konst.

21 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon U = konst.  U = 0

22 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon U = konst.  U = 0 Q + W = 0

23 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon U = konst.  U = 0 Q + W = 0 Q = –W

24 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izotermický děj T = konst. p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Boylův – Mariottův zákon U = konst.  U = 0 Q + W = 0 Q = –W Přijme-li plyn při izotermickém ději teplo, vykoná stejně velkou práci. Naopak vykonají-li vnější síly práci, plyn odevzdá odpovídající teplo.

25 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p, V 1 p p V T1T1

26 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p, V 1 p p V T1T1 p, V 2 T2T2 V2V2

27 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p, V 1 p p V T1T1 p, V 2 T2T2 V2V2

28 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p, V 1 p p V T1T1 p, V 2 T2T2 V2V2 V 1 V 2 = T 1 T 2 V = konst. T Gay – Lussacův zákon

29 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p p V V2V2 V 1 V 2 = T 1 T 2 V = konst. T  U = Q + W Gay – Lussacův zákon

30 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p p V V2V2 V 1 V 2 = T 1 T 2 V = konst. T  U = Q + W Při izobarickém ději se mění teplota (tedy i vnitřní energie) plynu, plyn přijímá nebo odevzdává teplo, koná se práce. Gay – Lussacův zákon

31 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izobarický děj p = konst. V1V1 p p V V2V2 V 1 V 2 = T 1 T 2 V = konst. T  U = Q + W Při izobarickém ději se mění teplota (tedy i vnitřní energie) plynu, plyn přijímá nebo odevzdává teplo, koná se práce. Gay – Lussacův zákon Q = c p · m · (T 2 – T 1 ) Přijaté (odevzdané) teplo: c p... měrná tepelná kapacita při stálém tlaku

32 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p 1, V p1p1 p V T1T1

33 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p 1, V p1p1 p V T1T1 T2T2 p 2, V p2p2

34 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p 1, V p1p1 p V T1T1 T2T2 p 2, V p2p2

35 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p 1, V p1p1 p V T1T1 T2T2 p 2, V p2p2 p 1 p 2 = T 1 T 2 p = konst. T Charlesův zákon

36 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p1p1 p V p2p2 p 1 p 2 = T 1 T 2 p = konst. T Charlesův zákon W = 0

37 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p1p1 p V p2p2 p 1 p 2 = T 1 T 2 p = konst. T Charlesův zákon W = 0 Při izochorickém ději se práce nekoná (píst se nepohybuje).

38 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p1p1 p V p2p2 p 1 p 2 = T 1 T 2 p = konst. T Charlesův zákon W = 0 Při izochorickém ději se práce nekoná (píst se nepohybuje).  U = Q Veškeré přijaté (odevzdané) teplo se projeví zvýšením (snížením) vnitřní energie plynu.

39 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Izochorický děj V = konst. V p1p1 p V p2p2 p 1 p 2 = T 1 T 2 p = konst. T Charlesův zákon W = 0 Při izochorickém ději se práce nekoná (píst se nepohybuje).  U = Q Veškeré přijaté (odevzdané) teplo se projeví zvýšením (snížením) vnitřní energie plynu. Q = c V · m · (T 2 – T 1 ) Přijaté (odevzdané) teplo: c V... měrná tepelná kapacita při stálém objemu

40 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p V

41 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2, T 2 p2p2 V2V2 p V

42 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2, T 2 p2p2 V2V2 p V

43 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2, T 2 p2p2 V2V2 p V adiabata izoterma

44 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2, T 2 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Poissonův zákon adiabata izoterma   

45 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p 1, V 1 T 1 p1p1 V1V1 p 2, V 2, T 2 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Poissonův zákon adiabata izoterma     = >1... Poissonova konstanta cpcp cVcV

46 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Poissonův zákon adiabata izoterma     U = W  = >1... Poissonova konstanta cpcp cVcV

47 Stavové změny ideálního plynu (děje v plynu) Adiabatický děj (tepelně izolovaný) Q = 0 p1p1 V1V1 p2p2 V2V2 p V p 1 ·V 1 = p 2 ·V 2 p ·V = konst. Poissonův zákon adiabata izoterma     U = W Při adiabatickém ději nedochází k tepelné výměně mezi plynem a okolím. Veškerá vykonaná práce se projeví změnou vnitřní energie plynu.  = >1... Poissonova konstanta cpcp cVcV

48 Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo byly převzaty z volně dostupných internetových stránek.


Stáhnout ppt "© RNDr. Jiří Kocourek 2013 Plynné skupenství Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho."

Podobné prezentace


Reklamy Google