principiul i al termodinamicii
TRANSCRIPT
-
htt
p:/
/ w
ww
.photo
every
wh
ere
.co.u
k
Apa exist n trei stri de agregare, dup cum se observ din figur: lichid, gazoas, sub
form de vapori i n stare solid, adic zpada ce nconjoar apa geotermal. Trecerea
dintr-o stare n alta este rezultatul schimbului de energie, adic estena principiului I al
termodinamicii.
-
Principiul I al termodinamicii
Principiul conservrii energiei
Figura 1. Frigider cu ua deschis aflat ntr-o camer
izolat adiabatic.
-
Energia n natur: mecanic, termic, electromagnetic, chimic inuclear. Suma tuturor acestor energii reprezint energia total a unuisistem fizic
- energie cinetic i energie potenial.
, formele de energie aflate n sistem sunt cele legate destructura molecular a substanei - , .
Energia total a sistemului:
= + +
-
Figura 2. Diferitele de forme de energie ale particuleleor constituente ale sistemului care
formeaz energia intern a acestuia.
-
Energia nmagazinat sau reinut de acesta
Energiile care nu sunt nmagaziate n sistem sunt sau
sistem termodinamic nchis: i .
sistem termodinamic deschis: + + +
-
= 1
1 cal = 4,186 J
Nu exist
transfer de
cldur
Cldur
Figura 3. Diferena de temperatur dintre corp i aerul
atmosferic conduce la un transfer de cldur. O diferenta
mai mare de temperatur conduce la o rat de transfer a
cldurii mai ridicat.
-
= 1
SISTEM
TERMODINAMIC
Figura 5. ntr-un proces adiabatic
sistemul nu schimb cldur cu mediul
extern.
-
asemnri:
1. Amndou mrimile sunt recunoscute atunci
cnd trec frontiera sistemului temodinamic i,
prin urmare, cldura i lucrul mecanic sunt
.
2. Energia posedat de sistem nu este cldur sau
lucru mecanic.
3. Cldura i lucrul mecanic sunt
ci nu de stare. Spre deosebire de
parametii de stare, aceste sunt mrimi ce nu au
sens pentru a caracteriza starea sistemului.
4. Cldura i lucrul mecanic sunt mrimi ce depind
de drumul urmat de sistem.
=
= 10 cm3
= 60 cm3
Figura 6. Parametrii de stare sunt funcii de
poziie, iar lucrul mecanic i cldura depind
de drumul urmat de sistem.
=
-
situaiile n care transferul de energie nu produce i modificri ale temperaturii sistemului -
=
= 1
J
K
clduri latente de topire, , clduri latente de solidificare, , clduri latente de vaporizare, , etc.
-
= = =
=
= =
=
Figura 7. Lucrul mecanic efectuat asupra
unui gaz de un piston care se deplaseaz n
sensul comprimrii gazului.
-
Diagrama p-V
Figura 8. Aria de sub curba diagramei a
proceului reprezint lucrul mecanic efectuat n timpul
procesului cvasistatic.
ntr-un motor de automobil
= + + =
+ + )
-
Sisteme nchise: = +
reprezentarea funciilor ce depind de drum: ,
d - reprezentarea funciilor ce nu depind de drum
procese adiabatice, = 0 = = 2 1 procese = 0 =
-
enunuri
1.Energia intern a unui sistem este o funcie de stare i, prin
urmare, energia total a unui sistem este ntotdeauna
aceeai pentru o stare macroscopic dat.
2.Nu este posibil s se realizeze un perpetuum mobile de
speta I, adic s se realizeze o main termic care s
produc lucru mecanic la infinit fr a primi energie din
exterior.
3.Variaia energiei interne ntr-o transformare de stare
infinitezimal este o diferenial total exact.
-
=
=
=
+
+
=
=
-
teoria cinetico-molecular - =
2 =
2
=
=
2 =
2 =
+2
2
molecul monoatomic - = - =3
2 , =
5
2
molecul bioatomic - = - =5
2 i =
7
2
moleculele poliatomice = 6, iar =6
2 i =
8
2
: =
1.pentru gaze monoatomice (He, Ne, Ar, O, etc.): =5
3;
2.pentru gaze biatomice (O2, N2, Cl2, etc.): =7
5;
3.pentru gaze poliatomice (H2O, NH3, etc.): =4
3.
-
Proces fundamental proces n care o mrime termodinamic i pstreaz valoarea constant
=
= = =
= (
= (
= (
=
-
= 0
=
=
=
=
Figura 10. Diagrama a a unui proces
izoterm.
= 0
= .
1 = .
=
1( )
Figura 11. Diagrama a unui
proces adiabatic.
-
-procese n care capacitatea caloric a sistemului rmne constant
=
=
=
=
= 0 avem un proces izobar; dac = 1 avem un proces izoterm; dac = procesul este adiabatic, iar dac = procesul este izocor.
=
1pentru = 0, = + = , - proces izobar;
pentru = 1, = , - proces izoterm;
pentru = , = 0, - proces adiabatic;
pentru = , = , - proces izocor.