PROMJENA AGREGATNIH STANJA

Taljenje i očvršćivanje - dovođenjem topline tvari u čvrstom stanju temperatura tijela raste- kada se tvar počne taliti, temperatura prestaje rasti i stalna je dok tijelo potpune ne

prijeđe u tekuće stanje- daljnjim dovođenjem topline se temperatura nastale tekućine povećava- TALIŠTE ili TEMPERATURA TALJENJA – temperatura pri kojoj tvar iz

čvrstog stanja prelazi u tekuće- SPECIFIČNA (LATENTNA) TOPLINA TALJENJA – količina topline koju

treba primiti 1kg čvrste tvari da bi prešao u tekućinu pri temperaturi tališta

Isparavanje i kondenzacija- ISHLAPLJIVANJE – proces pri kojem iz tekućine izlijeću površinske molekule- VRENJE – zbiva se u svim dijelovima tekućine

- odvija se na temperaturi koju nazivamo VRELIŠTEM ili TEMPERATUROM VRENJA

- dok traje vrenje, temperatura se ne mijenja, iako tvar prima toplinu koja se kasnije troši na slabljenje međumolekulskih veza

- SPECIFIČNA (LATENTNA) TOPLINA ISPARAVANJA – količina topline koju treba utrošiti da 1kg tekućine pređe u paru pri temperaturi vrenja

- TROJNA TOČKA - točka koja u p,t-koordinatnom sustavu odgovara vrijednostima: temperatura T=273,15K i tlak p=6,309 mbar - pomoću nje se definira 1K(KELVIN) – 273,16 dio termodinamičke

temperature trojne točke vode

UNUTARNJA ENERGIJA- ukupna kinetička energija termičkog gibanja sustava molekula i ukupna potencijalna

energija međudjelovanja molekula u sustavu- U – unutarnja energija (mjerna jedinica: J)- R – univerzalna plinska konstanta (R=8,314 J/Kmol)

IDEALNI PLIN- model plina kod kojeg zanemarujemo međumolekulske sile (zbog velike udaljenosti

molekula), a molekule smatramo elastičnim kuglicama- MOLEKULARNO-KINETIČKA TEORIJA PLINOVA – teorija koja se temelji na

modelu idealnog plina- TLAK IDEALNOG PLINA- tlak je posljedica termičkog gibanja molekula- BOLTZMANNOVA KONSTANTA - kB = 1,38 x 10-23 J/K- JEDNADŽBA STANJA PLINA

PROMJENA UNUTARNJE ENERGIJE IZMJENOM TOPLINE

- TOPLINSKI KAPACITET (oznaka: C) – pokazuje za koliko se promijeni unutarnja energija ako se temperatura promijeni za 1K

- SPECIFIČNI TOPLINSKI KAPACITET – pokazuje za koliko se promijeni unutarnja energija tijela mase 1kg ako se temperatura promijeni ta 1°C ili 1K

- RICHMANNOVO PRAVILO (PRAVILO SMJESE) – kada se 2 tijela dodiruju ili miješaju izolirano od okoline, količina topline Q1 koju primi hladnije tijelo dok se zagrijava je jednaka količini topline Q2 koju toplije tijelo preda dok se hladi

PROMJENE STANJA PLINA - p – tlak (Pa) - IZOBARNA PROMJENA STANJA PLINA – p=konst. ,

mijenjaju se V i T- V – volumen – IZOGORNA PR. ST. PLINA – V=konst. , mijenjaju se p i T- T – temperatura – IZOTERMNA P. ST. PLINA – T=konst. , mijenjaju se p i V

- IZOHORNA PR. ST. PLINA - TLAK PLINA – nastaje udaranjem molekula u stjenke posude

- raste pri stalnom obujmu uz povišenje temperature

pV =nRT

Q1 = Q2m1c1(t-t1) = m2c2(t2-t)

- pri danom tlaku p0 je povećanje ▲p = pt-p0 veće što je viša temperatura- ako se tlačenjem poveća tlak p0 u posudi, za svaku temp. t će razlika tlakova

porasti za vrijednost povećanja tlaka p0

IZOBARNA PR. ST. PLINA(p=konst.)

IZOTERMNA PR. ST. PLINA(T=konst.)

PREGLED PLINSKIH ZAKONAVELIČINA KOJA SE NE MIJENJA

VRSTA PROMJENE

ZAKONJEDNADŽBA NAZIV

volumen (V) IZOHORNA pt = p0(1+αt) CHARLESOV ZAKON

tlak (p) IZOBARNA Vt=V0(1+αt)GAY-

LUSSACOV ZAKON

temperatura (T) IZOTERMNA p*V=konst.BOYLE-

MARRIOTTEOV ZAKON

JEDNADŽBA STANJA PLINA- u sebi sadrži izobarnu, izohornu i izotermnu promjenu stanja plina (ovo sve moraš

učit iz bilježnice jer su tamo sve formule)

RAD PLINA PRI ŠIRENJU

- plin se nalazi u cilindričnoj posudi s pomičnim klipom, plin pomiče klip izobarnom promjenom za neku udaljenost(▲s)

- rad(W) koji je obavio plin je umnožak sile F koja pomiče klip i udaljenosti za koju je klip pomaknut

- GRAFIČKI PRIKAZ RADA – rad je brojčano jednak površini ispod grafa u p-V koordinatnom sustavu

- p-V dijagram kružnog procesa – iznos rada u kružnom procesu jednak je površini koju zatvara krivulja - ukupni rad u kružnom procesu jednak je zbroju radova od stanja A do stanja B i od stanja B do stanja A: W= WAB+WBA

WAB – pozitivan jer se obujam plina povećavaWBA – negativan jer se obujam plina smanjuje

PRVI ZAKON TERMODINAMIKE

- TERMODINAMIKA - dio fizike koji istražuje pretvorbu topline u mehanički rad

- TERMODINAMIČKI SUSTAV – bilo koji skup čestica u bilo kojem agreg. stanju

- PRVI ZAKON TERMODINAMIKE – količina topline koju tijelu primi jednaka je zbroju promjene unutarnje E sustava i rada koji sustav obavi

- ADIJABATSKI PROCESI – sistemi toplinski izolirani od okoline

- PERPETUUM MOBILE (VJEČNI POKRETAČ) 1. VRSTE– stroj koji bi radio bez utroška energije (▲U = 0 ---> Q=W,

Q = 0--->W = 0)– takav stroj bi ponavljanjem kružnog procesa stalno obavljao

rad ne uzimajući E iz okoline. Proces mora biti kružni tj. RADNA TVAR na početku i na kraju procesa mora imati jednaku unutarnju E. Kada bi toplina bila jednaka nuli (Q=0), stroj ne bi mogao raditi. (Perp. mobile 1. vrste nije moguć)

– DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE – govori o uvjetima u kojima bi se iz topline dobiti mehanički rad

– PERPETUUM MOBILE 2. VRSTE – stroj koji bi u kružnom procesu prenosio toplinu iz spremnika niže u spremnik više temp. bez uloženog vanjskog rada. Nemoguće je dobiti rad ako crpimo toplinu samo iz jednog spremnika. (Perp. mobile 2. vrste nije moguć)

– ENTROPIJA (S) - fizička veličina koja pokazuje sposobnost sustava da se spontano promijeni (mjera nereda sustava)

Q = 00 = ▲U + W▲U= -W

Q = ▲U + W- Q = mc(t2-t1), t2 > t1 ---> Q > 0 plin prima toplinu

t2 < t1 ---> Q < 0 plin predaje toplinu

- W = p(V2-V1), V2 > V1 ---> W > 0 plin obavlja rad šireći se V2 < V1 ---> W < 0 vanjske sile vrše rad

- unutrašnja toplinska E se neposredno pretvara u rad ili se rad pretvara u unutrašnju toplinsku energiju

- 2 načina ostvarivanja adijabatskog procesa: - 1. toplinska izolacija termodinamičkog sustava od okoline (pr. čaj u termosici) - 2. postupak brzog tlačenja ili širenja sustava jer kod brze promjene sustav i okolina ne uspijevaju izmijeniti toplinu (pr. primjena u različitim motorima)

TOPLINSKI STROJ– uređaj koji u kružnom procesu toplinu pretvara u mehanički

rad– pr. motor automobila– OSNOVNI DIJELOVI TOPL. STROJA – spremnik

topline više temperature - spremnik topline niže temp. - radno sredstvo

- Paljenjem smijese goriva i zraka u cilindru motora nastaje plin visoke temp. koji se širi i pomiče klip (obavlja rad) i zatim se hladi. Nakon obavljenog rada se ohlađeni plin ispušta u atmosferu i pri tome predaje toplinu jer je atmosfera spremnik niže temperature, tj. temperatura ohlađenog plina je viša od temperature atmosfere.

- KORISNOST (grč. slovo η ) – omjer između uloženog rada i topline koju je radno sredstvo primilo