X


Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Termodynamika 1

 

Podstawowe wiadomości

 

1. Gaz doskonały

n    gaz składa się z cząsteczek, które traktuje się jak punkty materialne (posiadają masę, a objętość jest pomijalnie mała)

n    cząsteczki gazu poruszają się chaotycznie i podlegają zasadom dynamiki Newtona

n    całkowita liczba cząsteczek jest bardzo duża

n    poza momentem zderzenia na cząsteczki nie działają żadne siły

n    zderzenia są sprężyste, a czas ich trwania jest pomijalny

(równanie stanu gazu doskonałego)

p- ciśnienie

V-               objętość

n- liczba moli

R-               stała gazowa

S- temperatura w Kelvinach

 

2. Przemiany gazowe

n    adiabatyczna - układ jest cieplnie izolowany, ciepło nie dopływa ani nie odpływa

n    izotermiczna - temperatura gazu i jego masa pozostają stałe

n    izobaryczna - ciśnienie i masa gazu pozostają stałe

n    izochoryczna - objętość i masa gazu pozostają stałe

3. Prawo Daltona

Ciśnienie mieszaniny gazów, które nie oddziaływują chemicznie, jest równe sumie ciśnień cząstkowych, które są wywołane przez każdy gaz oddzielnie

4. Równanie stanu gazu rzeczywistego (van der Waalsa)

v- objętość 1 mola V/n

b - objętość własna cząsteczek gazu

a- stała wynikająca z oddziaływania międzycząsteczkowego

 

 

 

Zadania

1. Zbiornik balastowy łodzi podwodnej ma objętość V1=5m3 i jest napełniony wodą. Jakie ciśnienie p powietrza powinno być w butli o pojemności V2=0,2m3, aby po połączeniu butli ze zbiornikiem łódź podwodna mogła całkowicie uwolnić się od balastu na głębokości H=100m? Temperatura powietrza nie zmienia się. Ciśnienie atmosferyczne jest równe pa=1,01*105N/m2, gęstość wody morskiej wynosi 1030kg/m3.

 

Gdy łódź pozbędzie się balastu powietrze zajmie objętość

Ciśnienie powietrza musi być równe ciśnieniu na zewnątrz

Ponieważ temperatura nie zmienia się

stąd  

 

2. W naczyniu o pojemności 2 litrów znajduje się dwutlenek węgla pod ciśnieniem 12,6*104N/m2 i w temperaturze 27oC. Ile molekuł dwutlenku węgla znajduje się w naczyniu?

 

Sprowadzamy gaz do warunków normalnych (p=1,01*105N/m2, T1=273K)

stąd 

Jeden kilomol gazu ( w warunkach normalnych) zajmuje objętość 22,41 m3, więc w gazie

znajduje się

moli gazu

W jednym molu gazu znajduje się N=6,025*1023 cząsteczek gazu, więc w n molach będzie

 

3. Do zasklepionej z jednego końca symetrycznej rurki w kształcie litery U nalano wody, przy czym na skutek obecności w rurce powietrza różnica poziomów u jej końców wynosi h. O ile należy zmienić temperaturę powietrza w rurce, aby różnica poziomów wody w jej końcach zmniejszyła się dwukrotnie? Ciśnienie atmosferyczne jest równe po.

 

 

Z równania stanu gazu mamy

Na początku ciśnienie p = po+rgh

Po zmianie temperatury zmieni się różnica poziomów do wartości  , ciśnienie p1 będzie

więc równe

Aby po zmianie temperatury różnica poziomów wynosiła poziom cieczy od strony

zamkniętej podniesie się o a od strony otwartej opadnie o . Jeśli poziom cieczy od

strony zamkniętej podniósł się o to wysokość słupa powietrza zmniejszy się do

a co za tym objętość , tak więc

stąd 



4. Dwa balony połączono rurką z zaworem. W pierwszym znajduje się gaz pod ciśnieniem 9,8*104N/m2, a w drugim pod ciśnieniem 5,88*104M/m2. Pojemność pierwszego balonu wynosi 1 litr, a drugiego 3 litry. Jakie ciśnienie ustali się w balonach, jeżeli zawór zostanie otwarty? Temperatura jest stała. Objętość rurki jest zaniedbywalna.

 

Po otwarciu zaworu gaz przemiesza się i zajmie objętość

i osiągnie ciśnienie (z prawa Daltona)

przemiana jest izotermiczna więc ciśnienia cząstkowe

,

  , 

Tak więc ustali się ciśnienie

 

5. W cylindrze pod tłokiem znajduje się gaz. Ciężar tłoka jest równy 6N, powierzchnia tłoka wynosi 20cm2, ciśnienie atmosferyczne ma wartość 9,975*104N/m2. Jaką dodatkową siłą należy działać na tłok, aby objętość gazu w cylindrze zmniejszyła się dwukrotnie? Temperatura gazu nie zmienia się.

 

     Ponieważ temperatura i masa gazu nie zmieniają się przemiana jest przemianą izotermiczną

    

     p1, V1 parametry gazu pod ciężarem tłoka

    

     p2, V2 parametry gazu po zadziałaniu siłą F

    

     jeśli objętość gazu zmniejszyła się dwukrotnie to

    

     tak więc można zapisać

    

    

 

 

 

 

 

 

 

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • hannaeva.xlx.pl
  • Drogi użytkowniku!

    W trosce o komfort korzystania z naszego serwisu chcemy dostarczać Ci coraz lepsze usługi. By móc to robić prosimy, abyś wyraził zgodę na dopasowanie treści marketingowych do Twoich zachowań w serwisie. Zgoda ta pozwoli nam częściowo finansować rozwój świadczonych usług.

    Pamiętaj, że dbamy o Twoją prywatność. Nie zwiększamy zakresu naszych uprawnień bez Twojej zgody. Zadbamy również o bezpieczeństwo Twoich danych. Wyrażoną zgodę możesz cofnąć w każdej chwili.

     Tak, zgadzam się na nadanie mi "cookie" i korzystanie z danych przez Administratora Serwisu i jego partnerów w celu dopasowania treści do moich potrzeb. Przeczytałem(am) Politykę prywatności. Rozumiem ją i akceptuję.

     Tak, zgadzam się na przetwarzanie moich danych osobowych przez Administratora Serwisu i jego partnerów w celu personalizowania wyświetlanych mi reklam i dostosowania do mnie prezentowanych treści marketingowych. Przeczytałem(am) Politykę prywatności. Rozumiem ją i akceptuję.

    Wyrażenie powyższych zgód jest dobrowolne i możesz je w dowolnym momencie wycofać poprzez opcję: "Twoje zgody", dostępnej w prawym, dolnym rogu strony lub poprzez usunięcie "cookies" w swojej przeglądarce dla powyżej strony, z tym, że wycofanie zgody nie będzie miało wpływu na zgodność z prawem przetwarzania na podstawie zgody, przed jej wycofaniem.