MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA F-Pn-P001-deje_s_idealnim_plynem(18) MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA Děje s ideálním plynem DĚJE s ideál. plynem izotermický izobarický izochorický adiabatický o prezentaci konec

1. IZOTERMICKÝ DĚJ (Boyleův-Mariottův zákon) z řec. isos - stejný a Thermos - teplota = při stálé teplotě Izotermický děj je termodynamický děj, při kterém se nemění teplota T termodynamické soustavy (plynu).     pro T1 =  T2  p V p1 p2 V1 V2 W   PAMATUJ SI: Izotermický děj je například pomalé stlačování či roztahování plynu, kdy se teplota plynu stihne vyrovnávat s teplotou okolí.

1. IZOTERMICKÝ DĚJ (Boyleův-Mariottův zákon) p T p1 p2 T – konst. T V V1 V2 T – konst. p-T diagram izotermického děje T-V diagram izotermického děje  

2. IZOBARICKÝ DĚJ (Gay - Lussacův zákon) z řec. isos - stejný a Barys - těžký = při stálém tlaku Izobarický děj je termodynamický děj, při kterém se nemění tlak p termodynamické soustavy (plynu).     pro p1 =  p2  p V p1 V1 V2 W   PAMATUJ SI: Izobarický děj je například zahřívání či ochlazování plynu v nádobě, kde je pohyblivý píst se stálou zátěží.

2. IZOBARICKÝ DĚJ (Gay - Lussacův zákon) p T T1 T2 T V V1 V2 T1 T2 p-T diagram izobarického děje T-V diagram izobarického děje Je-li při izobarickém ději stálý tlak, můžeme určit vykonanou práci jako obsah obdélníku o stranách velikosti p a změny objemu V: W = pV Z 1. věty termodynamické pro izobarický děj plyne: U = Q – W’ = Q – p V , což ukazuje, že pro zvýšení teploty (T ~ U) je třeba dodat více tepla, než kdyby se práce nekonala (V = 0)  cp > cV kde: W’ označuje práci vykonanou soustavou na okolí cp – měrná tepelná kapacita při konstantním tlaku (soustava může konat práci) cV – měrná tepelná kapacita při konstantním objemu (soustava nemůže konat práci)

3. IZOCHORICKÝ DĚJ (Charlesův zákon) z řec. isos - stejný a Choros – obec. zaujímané místo = při stálém objemu Izochorický děj je termodynamický děj, při kterém se nemění objem V termodynamické soustavy (plynu).     pro V1 =  V2  p V p2 p1 V – konst. W = 0   PAMATUJ SI: Izochorický děj je například ohřívání plynu v pevné nádobě, která je tak pevná, že se nemůže vlivem tlaku „nafouknout“.

3. IZOCHORICKÝ DĚJ (Charlesův zákon) p T p2 p1 T1 T2 T V V – konst. T2 T1 p-T diagram izochorického děje T-V diagram izochorického děje Nedochází ke změně objemu, tedy W = 0 a z 1. termodynamického zákona plyne: U = Q Veškeré dodané teplo je použito na změnu vnitřní energie. Plyn se za tohoto děje „nejlépe“ ohřívá dodaným teplem, což opět jen dokazuje vztah: cV < cp kde: cp – měrná tepelná kapacita při konstantním tlaku cV – měrná tepelná kapacita při konstantním objemu

4. ADIABATICKÝ DĚJ (Poissonův zákon) z řec. adiabatos – neprůchodný = tepelně izolovaný Adiabatický děj je termodynamický děj, při kterém neprobíhá tepelná výměna mezi plynem a okolím.     p V p1 p2 V1 V2 W izoter.   T2 izoterma   T1 > T2 Poněvadž κ > 1 (plyne ze vztahu cp > cV), klesá adiabata rychleji než izoterma. Proto při expanzi začíná plyn na teplotě T1 a po rozepnutí skončí na nižší teplotě T2 (např. princip ledničky). PAMATUJ SI: Adiabatický děj je například prudké stlačení vzduchu (komprese) v pracovním prostoru naftového motoru → zahřátí plynu pro vznět nafty.

4. ADIABATICKÝ DĚJ (Poissonův zákon)  

Prezentace Děje s ideálním plynem Zdroje a použitá literatura: BARTUŠKA, Karel a Emanuel SVOBODA. Fyzika pro gymnázia. 5. vyd. Praha: Prometheus, 2009. ISBN 978-80-7196-383-7. HALLIDAY, David, Jearl WALKER a Robert RESNICK. Fyzika: Část 2: Mechanika - Termodynamika. Brno: VUTIUM, 2000. Překlady vysokoškolských učebnic. ISBN 80-214-1868-0. Prezentace byla vytvořena v rámci projektu: „Přechod na komplexní multimediální výuku na Gymnáziu Jaroslava Vrchlického v Klatovech“