Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Fizika alapismeretek FIZIKA Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Fizika alapismeretek FIZIKA Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István."— Előadás másolata:

1 Fizika alapismeretek FIZIKA Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

2 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 2 Ideális gázok Hőtan Kinetikus gázelmélet gáztörvények Termodinamikai főtételek

3 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 3 Ideális gázok Hőtan Kinetikus gázelmélet Az ideális gáz állapotjelzői: p – nyomás T – hőmérséklet (Kelvin!) V – térfogat n – molszám

4 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 4 Ideális gázok Hőtan Kinetikus gázelmélet Nyomás értelmezése: Rugalmas ütközés: lendület iránya változik  erő  nyomás

5 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 5 Ideális gázok Hőtan Kinetikus gázelmélet Hőmérséklet értelmezése: Brown mozgás (Hőmozgás) Részecske mozgási energiája: ( a képlet nem érettségi anyag!)  Például 27 °C-on O 2 : v = 484 m/s

6 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 6 Ideális gázok Hőtan Kinetikus gázelmélet Hőmérséklet értelmezése: Thermoszféra: 600 km  2000 °C ?! Egy űrhajós megfőne, vagy megfagyna? Krauskopf: The Physical Universe,McGraw-Hill

7 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 7 Ideális gázok Hőtan Ideális gázok állapotegyenlete: p·V=N·k·T p·V=n·R·T n·R = N·k n·R = n·A·k R = A·k

8 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 8 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények p·V=n·R·T (ha n = állandó) Egyesített gáztörvény p=állandó izobár V=állandó izochor T=állandó izoterm Gay-Lussac I. Gay-Lussac II. Boyle-Mariotte

9 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 9 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények Adiabatikus állapotváltozás: A hőszigetelt rendszer állapotváltozása Gyakorlatban: Nagyon gyors lefolyású folyamatok szifonpatron kiszúrása után a gáz tágulása Motorban a dugattyú összenyomja a gázt Poisson egyenlet: pV  = állandó (1<  <2)

10 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 10 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények p-V diagramm p=állandó izobár V=állandó izochor T=állandó izoterm p V adiabatikus

11 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 11 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények Kísérlet

12 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 12 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények: Feladat Mekkora tömegű levegő megy ki egy kerékből, ha kilyukad? p 1 = 2,5·10 5 Pa, V 1 = 30 liter, t 1 = 40 °C p 2 = 10 5 Pa, V 2 = 25 liter, t 2 = 0 °C screenscene.de/.../ extra/extra-Seiten/Bild4.html

13 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 13 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények: p 1 = 2,5·10 5 Pa, V 1 = 0,03 m 3, T 1 = 313 K p 2 = 10 5 Pa, V 2 = 0,025 m 3, T 2 = 273 K = 2,88 mol = 1,1 mol  n = 1,78 mol = 51,6 g screenscene.de/.../ extra/extra-Seiten/Bild4.html

14 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 14 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények Kísérlet

15 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 15 Ideális gázok Hőtan Gáztörvények Kísérlet

16 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 16 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele:  U = Q + W U - belső energia Q – hő W – munka

17 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 17 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele: U – belső energia Részecskék mozgásából származó összes mechanikai energia Q = c·m·  t – (felvett vagy leadott) hő A gázoknak folyamatfüggő a fajhője!

18 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 18 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele: W – munka (ha p állandó) A xx F |W| =F·  x = (p·A)·  x |W| = p·(A·  x) = p·  V W előjele:- ha a gáz tágul + ha a gáz térfogata csökken

19 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 19 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele: UU QW (p-V görbe alatti terület) Izochor c V ·m·  tQ=  U 0 Izobár c V ·m·  tc p ·m·  t-p·  V Izoterm0Q= - W Adiabatikus c V ·m·  t 0W=Q

20 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 20 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele Feladat 2 dm 2 alapterületű, könnyen mozgó dugattyú mozgórésze 3 dm hosszú 27 °C-os levegőoszlopot zár el a külső környezettől (p=10 5 Pa = állandó). Mennyi hőt kell a gázzal közölni, hogy 1 dm-el megnőjön a hossza? Mennyivel nő meg eközben a belső energiája? (c p = 996 J/kg°C, M = 29 g/mol - táblázat ) A xx

21 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 21 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele Feladat megoldás A xx A levegő térfogata: V 1 = A·h 1 = 2·3 dm 3 = 0,006 m 3 tömege: pV=nRT  m = n·M = 6,98 g ~ 7 g = 0,007 kg

22 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 22 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele Feladat megoldás A xx A levegő által felvett hő (izobár): Q = c p ·m·  T = 697 J. A levegő hőmérséklet változása: = 400 K Tehát  T = T 2 – T 1 = 100 K.

23 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 23 Ideális gázok Hőtan Termodinamika I. főtétele Feladat megoldás A xx A táguló levegő munkavégzése: W = -p·  V = ·0,002 = -200 J A táguló levegő belső energia változása:  U= Q+W = (-200) = 497 J Megjegyzés:  U = c v ·m·  T, 712·0,007·100 = 498 J

24 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 24 Ideális gázok Hőtan Termodinamikai körfolyamat hatásfoka p V A pApA D C B pDpD VDVD VCVC Az ábrán látható körfolyamatot 0,8 mol oxigénnel (M=32 g/mol) végeztetjük. Mekkora a körfolyamat hatásfoka? Adatok: p A = p B = 3·10 5 Pa, p C = p D = 2·10 5 Pa, V A = V D = 12 liter, V B = V C = 15 liter (c V = 653 J/kg°C – táblázat)

25 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 25 Ideális gázok Hőtan Termodinamikai körfolyamat hatásfoka p (10 5 Pa)V (m 3 )T (K) A30, B30, C20, D20, V A pApA D C B pDpD VDVD VCVC m = n·M = 0,8·32 g/mol = 25,6 g

26 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 26 Ideális gázok Hőtan Termodinamikai körfolyamat hatásfoka V A pApA D C B pDpD VDVD VCVC UU QW ABIzobár2270 J3170 J-900 J BCIzochor-3780 J 0 CDIzobár-1500 J-2100 J600 J DAizochor3010 J 0 Összesen0300 J- 300 J UU QW Izochor  U=Qc V ·m·  T 0 Izobár c V ·m·  Tc p ·m·  -p·  V

27 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 27 Ideális gázok Hőtan Termodinamikai körfolyamat hatásfoka V A pApA D C B pDpD VDVD VCVC  = 5,7 % Megjegyzés:  W – a téglalap által határolt „terület”  W =  p ·  V = 10 5 · 0,003 = 300 J)

28 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 28 Ideális gázok Hőtan Kísérlet értelmezés:

29 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.gau.hu 29 Ideális gázok Hőtan Beküldendő feladat: Egy 1 literes lombik belsejében kezdetben 20 °C hőmérsékletű levegő van. A lombik száját éppen a víz felszíne alatt tartva a benne levő gáz hőmérsékletét melegítéssel 50 °C hőmérsékletre növeljük. A kezdeti gázmennyiség hányad része megy ki a lombikból?


Letölteni ppt "Fizika alapismeretek FIZIKA Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István."

Hasonló előadás


Google Hirdetések