Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

SKUPENSKÉ STAVY HMOTY Teze přednášky. SKUPENSKÉ STAVY HMOTY JSOU DÁNY: vzdáleností atomů (molekul) vzdáleností atomů (molekul) silovými interakcemi silovými.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "SKUPENSKÉ STAVY HMOTY Teze přednášky. SKUPENSKÉ STAVY HMOTY JSOU DÁNY: vzdáleností atomů (molekul) vzdáleností atomů (molekul) silovými interakcemi silovými."— Transkript prezentace:

1 SKUPENSKÉ STAVY HMOTY Teze přednášky

2 SKUPENSKÉ STAVY HMOTY JSOU DÁNY: vzdáleností atomů (molekul) vzdáleností atomů (molekul) silovými interakcemi silovými interakcemi energií neuspořádaného pohybu energií neuspořádaného pohybu jsou závislé na teplotě a tlaku

3 PLYNY molekuly představují 1 % objemu kohezní síly se neuplatňují stálý neuspořádaný pohyb to vše brání shlukování nezachovávají tvar a objem vyplňují beze zbytku prostor, který je jim vymezen definovány stavovými veličinami p, V, T, ρ, n p, V, T, ρ, n

4 PLYNY ideální plyn zanedbává velikost a interakce molekul (dokonale stlačitelný) stavová rovnice stavová rovnice p V = n R T p V = n R T van der Waalsova stavová rovnice reálného plynu van der Waalsova stavová rovnice reálného plynu (p + n 2 a/V 2 ). (V – n b) = n R T (p + n 2 a/V 2 ). (V – n b) = n R T

5 Daltonův zákon Tlak směsi plynů se rovná součtu parciálních tlaků jeho složek Tlak směsi plynů se rovná součtu parciálních tlaků jeho složek p = ∑p i = p 1 + p 2 + ……… p n p = ∑p i = p 1 + p 2 + ……… p n Parciální tlak plynu ve směsi plynů je takový tlak, který by měl plyn, pokud by zaujal daný objem sám. Parciální tlak plynu ve směsi plynů je takový tlak, který by měl plyn, pokud by zaujal daný objem sám.

6 Děje v plynech z I. termodynamické věty platí Q = ΔU + p ΔV Q = ΔU + p ΔV izochorický děj V = k => ΔV = 0 Q = ΔU Q = ΔU izobarický děj p = k Q = ΔU + p ΔV Q = ΔU + p ΔV izotermický děj T = k => ΔU = 0 Q = p ΔV Q = p ΔV adiabatický děj Q = 0 ΔU = - p ΔV ΔU = - p ΔV

7 ROZPOUŠTĚNÍ PLYNŮ V KAPALINÁCH Množství plynu rozpuštěného v kapalině je závislé na parciálním tlaku plynu v plynné fázi nad kapalinou. v kapalině je závislé na parciálním tlaku plynu v plynné fázi nad kapalinou. Tento princip zajišťuje difuzi plynů z plicních alveol do krve. z plicních alveol do krve.

8 Henryho zákon Rozpustnost plynů v kapalinách V p V p = α. p i = α. p i V k V k V p objem plynu rozpuštěného v V p objem plynu rozpuštěného v objemu kapaliny V k objemu kapaliny V k α Henryho absorpční koeficient α Henryho absorpční koeficient p i parciální tlak plynu p i parciální tlak plynu α nepřímo úměrně závislý na t

9 Rychlost difuze plynů dm dm = -D. S. Δp i = -D. S. Δp i dt dt dm/dt diferenciál hmoty podle času Δp i gradient parciálních tlaků D difuzní koeficient S plocha D difuzní koeficient S plocha α. Δp i α. Δp i D = D = √ M √ M M molekulová hmotnost α absorpční koeficient D CO D CO = 20,8 pro krev při 37 o C = 20,8 pro krev při 37 o C D O D O 2 2

10 CO 2 je v krvi 20x rozpustnější než O 2 a 46x než N 2 O 2 98,6 % vázán na hemoglobin 1,4 % fyzikálně rozpuštěn 1,4 % fyzikálně rozpuštěn CO 2 94 % chemicky vázán HCO 3 - CO % fyzikálně rozpuštěn 6 % fyzikálně rozpuštěn N 2 inertní plyn 100 % fyzikálně rozpuštěn 100 % fyzikálně rozpuštěn

11 Evaze kesonová nemoc (nemoc potapěčů) plynová embolie uvolněním bublinek dusíku v krvi plynová embolie uvolněním bublinek dusíku v krvi

12 Výšková (horská) nemoc při běžném barometrickém tlaku p i O 2 = 21,3 kPa v nadmořské výšce m p i O 2 = 13,3 kPa hypoxieaklimatizace

13 KAPALINA Molekuly se prakticky dotýkají vnitřní kohezní síly - disperzní u nepolárních molekul - disperzní u nepolárních molekul - dipólové u polárních molekul - dipólové u polárních molekul zachovávají objem, nezachovávají tvar – potenciální energie interakcí je větší než kinetická energie neuspořádaného pohybu molekuly konají nepravidelné kmitavé pohyby kolem pozvolna se měnících rovnovážných poloh

14 KAPALINY Ideální kapalina viskozita = 0 stavová rovnice ρ = konst. stavová rovnice ρ = konst. Hustota ρ Hydrostatický tlak Hydrostatické paradoxon Pascalův zákon tlak se šíří všemi směry nezávisle na směru působící síly tlak se šíří všemi směry nezávisle na směru působící síly Hydraulický lis S 1. F 2 = S 2. F 1 Hydraulický lis S 1. F 2 = S 2. F 1

15 Hustota kapalin Pyknometr m ρ = [kg.m -3 ] ρ = [kg.m -3 ] VHustoměr Mohrovy-Westphalovy váhy vztlak – poměr vůči vodě vztlak – poměr vůči vodě ρ = kg.m -3 pro 20 o C ρ = kg.m -3 pro 20 o C

16 Fázová rozhraní povrchová energie, napětí W F W F = σ = = σ = S l S l adsorpce – na rozhraní dvou fází se zvyšuje koncentrace částic rozpuštěné látky proti koncentraci v roztoku adsorpce – na rozhraní dvou fází se zvyšuje koncentrace částic rozpuštěné látky proti koncentraci v roztoku tenzidy – interakce mezi molekulami rozpouštědla jsou silnější než mezi rozpouštědlem a tenzidem tenzidy – interakce mezi molekulami rozpouštědla jsou silnější než mezi rozpouštědlem a tenzidem - proti shromažďování na povrchu působí koncentrační gradient - proti shromažďování na povrchu působí koncentrační gradient - snižují povrchové napětí - snižují povrchové napětí

17 HYDRODYNAMIKA Rovnice kontinuity S 1. v 1 = S 2. v 2 Rovnice Bernoulliho h. ρ. g + ½ ρ. v 2 = konst. Hydrodynamické paradoxon S 1 v 1 S 2 v 2 v 2 >v 1 => h 2

18 výtoková rychlost na hladině v klidu – potenciální i kinetická energie jsou vyrovnány na hladině v klidu – potenciální i kinetická energie jsou vyrovnány h. ρ. g = ½ ρ. v 2 h. ρ. g = ½ ρ. v 2 2h. g = v 2 2h. g = v 2 v = √ 2 g. h v = √ 2 g. h

19 Viskozita – vnitřní tření kapalin vnitřní kohezní síly vyvolávají mezi vrstvami tečné napětí τ (tau) F Δv F Δv τ = = η τ = = η S Δx S Δx Δv gradient rychlosti Δx vzdálenost dvou vrstev η dynamická viskozita [Pa.s] (kcP) η ~ e -K/T η ~ e -K/T K látková konstanta T absolutní teplota

20 Viskozita – transport hybnosti F. t Viskozita – transport hybnosti F. t Transp.vel. = - K. Plocha. Gradient dv dv F = η. S F = η. S dx dx dv gradient rychlosti dx vzdálenost dvou vrstev η dynamická viskozita [Pa.s] (kcP) η dynamická viskozita [Pa.s] (kcP)

21 Viskozita suspenze (krve) η s = η. (1 + k. c) k konstanta charakterizující fyzikální vlastnosti částic c objemová koncentrace částic kinematická viskozita kinematická viskozita η n = [m 2.s -1 ] n = [m 2.s -1 ] ρ

22 PROUDĚNÍ Průtokový objem Q V π. r 4. Δp V π. r 4. Δp Q = = t 8 η. Δl t 8 η. Δl mechanický odpor řečiště Δp 8 η. Δl Δp 8 η. Δl R = = R = = Q π. r 4 Q π. r 4 síla odporu řečiště síla odporu řečiště F = π. R 2. Δp F = π. R 2. Δp

23 DRUHY PROUDĚNÍ LAMINÁRNÍ – vrstvy se pohybují rovnoběžně TURBULENTNÍ – vířivé REYNOLDSOVO ČÍSLO REYNOLDSOVO ČÍSLO v. ρ. R v. ρ. R R e = R e = η kritická hodnota pro krev je 1000 R průměr trubice

24 Tvar čela proudnice ideální kapalina - nulová viskozita – čelo je kolmé na stěnu nádoby reálná kapalina – parabola suspenze - paraboloid částice se drž í ve středu částice se drž í ve středu proudnice a brzdí čelo proudnice a brzdí čelo

25 PEVNÁ LÁTKA částice kmitají kolem stálých rovnovážných poloh zachovává tvar i objem geometrická uspořádanost – krystalová mřážka míra pevnosti interakci – teplota tání směrová závislost fyzikálních vlastností - nezávislé IZOTROPNÍ - nezávislé IZOTROPNÍ - směrově závislé ANIZOTROPNÍ - směrově závislé ANIZOTROPNÍ

26 PLAZMA extrémní teploty a tlaky elektromagnetické interakce mezi jádrem atomu a elektrony jsou menší než kinetická energie elektronů elektromagnetické interakce mezi jádrem atomu a elektrony jsou menší než kinetická energie elektronůsupravodivost ve vesmíru nejběžnější skupenství

27 PŘECHODOVÉ STAVY HMOTY tekuté (kapalné) krystaly – intermediární stav mezi kapalinou a pevnou látkou tři fáze podle vlastností částic: - NEMATICKÁ shodná orientace - NEMATICKÁ shodná orientace - SMEKTICKÁ orientace + uspořádanost - SMEKTICKÁ orientace + uspořádanost - CHOLESTERICKÁ orientace, - CHOLESTERICKÁ orientace, uspořádanost, uspořádanost, periodicita vrstev periodicita vrstev

28 TEKUTÉ KRYSTALY nematická shodná orientace shodná orientacesmektická orientace + uspořádanost cholesterickáorientace,uspořádanost, periodicita vrstev


Stáhnout ppt "SKUPENSKÉ STAVY HMOTY Teze přednášky. SKUPENSKÉ STAVY HMOTY JSOU DÁNY: vzdáleností atomů (molekul) vzdáleností atomů (molekul) silovými interakcemi silovými."

Podobné prezentace


Reklamy Google