Plyny.

Prezentace na téma: "Plyny."— Transkript prezentace:

1 Plyny

2 Stav plynu Popisujeme pomocí stavových veličin
Nejdůležitější stavové veličiny jsou tlak p, objem V a teplota T

3 Ideální plyn Ideální plyn:
soubor hmotných bodů, jejichž objem je nulový nejsou mezi nimi přitažlivé síly konají chaotický tepelný pohyb – srážky = srážky tuhých pružných koulí

4 Vnitřní energie ideálního plynu
Je rovna součtu kinetických energií jednotlivých molekul, které konají neuspořádaný tepelný pohyb Vnitřní energie soustavy ideálního plynu závisí pouze na teplotě plynu, nikoli na jeho objemu

5 Stavová rovnice ideálního plynu
p V = n R T R universální plynová konstanta 8,314 J/Kmol n látkové množství mol T absolutní teplota K p tlak Pa V objem m3 Pro reálné plyny platí za nižších tlaků a vyšších teplot (normální podmínky)

6 Stavové změny ideálního plynu
Název děje konstantní stavová veličina děj izotermický teplota děj izobarický tlak děj izochorický objem

7 Práce plynu Práce – takový způsob výměny energie, při němž působením nějaké síly dochází buď k posunu nebo otočení mikročástic či celých těles Práce plynu V…změna objemu plynu p…tlak plynu S…plocha na kterou síla působí l…posun tělesa F…síla

8 Izotermický děj T=konst p, V=proměnné
Stavová rovnice pro izotermický děj 1.stav 2.stav grafem je hyperbola Boylův-Mariottův zákon

9 Izotermický děj Formulace I.TP
Vychází z termodynamické definice ideálního plynu: vnitřní energie ideálního plynu je závislá pouze na teplotě U = f(T)  U=0 je-li T=konst. -W = Q Všechno dodané teplo se mění na práci.

10 Izobarický děj Stavová rovnice pro izobarický děj 1.stav 2.stav
Gay-Lussacův zákon

11 Izobarický děj P=konst. V, T ……proměnné I. termodynamický princip
U=QP + W Systém koná práci a vyměňuje s okolím teplo Práce W = - p.V

12 Izochorický děj Stavová rovnice pro izochorický děj 1.stav 2.stav
Charlesův zákon

13 Izochorický děj V=konst p, T ……proměnné W=pV V=0  W=0
I. termodynamický princip U = QV Teplo vyměněné při konstantním objemu soustavy QV je rovno změněn vnitřní energie soustavy

14 Adiabatická expanze a komprese
Systém nevyměňuje s okolím teplo Q=0 I.TP U = W Systém koná práci na úkor vnitřní energie

15 Adiabatická expanze a komprese
W < 0  U klesá  T < 0  teplota systému klesá, systém se ochlazuje Adiabatická komprese W > 0  U roste  T > 0  teplota systému roste, systém se ohřívá

16 Tepelné stroje přeměňují teplo na práci pracují mezi dvěma lázněmi
Carnotův cyklus Tepelný oběh s nejvyšší termickou účinností,sestávající ze dvou expanzních změn (izotermy a adiabaty) a ze dvou změn kompresních (izotermy a adiabaty). Carnotův cyklus nelze prakticky realizovat - ukazuje nejvyšší teoreticky dosažitelnou účinnost oběhu, v němž se přivádí teplo pracovní látce při teplotě T1 a odvádí při teplotě T2. Lze tak lépe analyzovat možnosti dalšího zdokonalování tepelných oběhů.

17 Carnotův cyklus pV diagram

18 Carnotův cyklus Tepelnou stroje s Carnotovým cyklem lze vypočítat podle vzorce                              kde T1 je teplota ohřívače a T2 teplota chladiče. Carnotův cyklus se skládá se ze 4 termodynamických dějů: Izotermická expanze (na obrázku A→B), adiabatická expanze (B→C), izotermická komprese (C→D), adiabatická komprese (D→A). Všechny čtyři děje uvedou soustavu Carnotova stroje opět do výchozího termodynamického stavu, takže se jedná o děj kruhový. .

19 Tepelný stroj schéma

20 Zážehový motor 1. Sání: otvírá se sací ventil, píst klesá a nasává se spalovací směs. 2. Stlačení (komprese): oba ventily jsou zavřené, píst stoupá a stlačuje směs. 3. Výbuch (expanze): na svíčce přeskočí jiskra, která zapálí stlačenou směs. Hořením se vzniklé plyny rozpínají a tlačí píst dolů. 4. Výfuk: výfukový ventil je otevřený, píst se vrací do své horní polohy a vytlačuje spálené plyny. Komora je připravena na další cyklus.

21 Zážehový motor