Aplikovaná fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel. 3302

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Aplikovaná fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel. 3302"

Transkript

1 Aplikovaná fyzikální chemie Aplikovaná fyzikální chemie Magda Škvorová KFCH CN463 tel září 2014

2 Aplikovaná fyzikální chemie Bylo nebylo... Bylo nebylo... Nejvzácnějšímu typu lidí jde o odhalování smyslu života jako takového, o porozumění tajemství přírody.... Když nikdo z nás nemůže vědět všechno, můžeme milovat vědění jako klíč k odhalení tajemství přírody. Pythagoras Bylo nebylo. Ale spíš bylo než nebylo... Jan Werich

3 1. Stavové chování plynů a kapalin Bylo nebylo Stavové chování plynů a kapalin

4 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Úvod Stavové chování-úvod Vztah mezi tlakem P, teplotou T, objemem systému V a celkovým látkovým množstvím složek n v systému: Stavové rovnice (pv=nrt,...) f (P, T, V, n) = 0

5 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Úvod Stavové chování-úvod Veličiny speciálně definované pro stavové chování různých systémů: α p = 1 ( ) V κ T = 1 ( ) V V T p V p T β V = ( ) p T V Pro koeficienty platí vztah - β V = α p /κ T

6 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Úvod Stavové chování-úvod Hledáme funkci p = p(t, V m ) Jde to? - posuďte sami... Proč je z praktického hlediska nejdůležitější stavové chování u plynů? 17.st - zkoumání chování plynů Boyle ( Boyleův zákon ) Pol. 19.st - stavová rov. ideálního plynu Konec 19.st - van der Waalsova rov. 20.st - složitější popis st. chování

7 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Ideální plyn Ideální plyn Hypotetický systém, kde nepůsobí žádne mezimolekulární síly. St. rov. ideálního plynu - Clapeyron r.1834 (+ výsledky zkoumání Boylea, Gay-Lussaca a Avogadra): pv = nrt Koeficienty st. chování id. plynu: α p = 1 T κ T = 1 p β V = p T Reálné systémy za velmi nízkých tlaků.

8 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Příčiny reálného chování Tuhé koule Model tuhých koulí - odpudivé síly, tak málo stačí! p(v nb) = RT Systém je schopen vykazovat viskozitu a další transportní vlastnosti... Zahrneme přitažlivé síly - zkapalňování... Zpřesňováním modelů dostáváme komplikované vztahy.

9 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Příčiny reálného chování Síly mezi molekulami Síly mezi molekulami - odpudivé a přitažlivé Odpudivé síly - malé vzdálenosti molekul (překriv orbitalů) kde n 13 Přitažlivé síly: iont + iont F at = b r 2 iont + dipól F at = b r 3 dipól + dipól F at = b r 7 nepolární molekuly?!? F rep = a r n asociace - slabé reakce mezi molekulami

10 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Příčiny reálného chování Mezimolekulární potenciál Interpretace interací mezi molekulami pomocí potenciální energie párový potenciál, u(r) u(r) = r (F at F rep )dr práce nutná k převedení dvou molekul ze vzdálenosti do vzdálenosti r. Komplikovaný průběh u(r) u reálných molekul - symetrické, nesymetrické, asociující mol. Uchylujeme se k aproximacím a hledáme vhodné jednoduché modely.

11 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Příčiny reálného chování Modelové u(r) L Potenciál tuhých koulí: σ r u(r) =, u(r) = 0, r σ r > σ u(r) tuhé koule Pravoůhelníkový potenciál: u(r) =, r σ 0 σ r u(r) = ɛ, u(r) = 0, σ < r γσ r > γσ Lennard-Jonesův potenciál: u(r) 0 σ L-J potenciál r [ ( ) σ 12 ( ) ] σ 6 u(r) = 4ɛ r r

12 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Směsi a mezimolekulární interace Vzájemné působení nestejných molekul i j i i i+i i j j j j+j i j i+j i i j j i Směsi nutné zahrnout působení molekul jiného druhu.

13 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Směsi a mezimolekulární interace Vzájemné působení nestejných molekul Výpočet konstant pro párový potenciál (σ, ɛ) z hodnot pro čisté látky ve směsi. σ ij = σ ii + σ jj, 2 ɛ ij = ɛ ii ɛ jj Pokud nevíme žádné informace o chování směsi...

14 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Směsi a mezimolekulární interace Vzájemné působení nestejných molekul Výpočet konstant pro párový potenciál (σ, ɛ) z hodnot pro čisté látky ve směsi. σ ij = (1 l ij ) σ ii + σ jj, 2 ɛ ij = (1 k ij ) ɛ ii ɛ jj Máme přímá data o chování směsi k dispozici...

15 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Jak měříme stavové chování látek? Experimentální metody Absolutní metoda: Piezometr s (téměř) konstantním objemem. Měříme závislost tlaku na teplotě za konstantního objemu (hustoty). Získáme sadu izochor p = p(t ). Moderní přístroje mají zapojeno několik cel ve společném termostatu. Vibrační hustoměr: měření hustoty kapalin. Měření frekvence kmitů zakotvené U-trubice. Frekvence závisí na hmotnosti látky v trubici.

16 1. Stavové chování plynů a kapalin Stavové chování plynů a kapalin Jak měříme stavové chování látek? Molekulekulární simulace N U 1 u r i, j 1 U 2 U n

17 2. Stavové chování kapalin a plynů 2. Stavové chování kapalin a plynů

18 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Studium plynů Plyn JE tekutina

19 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Studium plynů Studium plynů Létání v balónu aneb... Jak se vzepřít gravitaci? Gay-Lussac r rekordní let balónem ve výšce 7000 m. nové poznatky o složení, teplotě a vlhkosti vzduchu, zemském magnetismu, elektrických jevech a lomu světla...

20 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Studium plynů Studium plynů Zátěž balónu umíme spočítat! Balón se vznáší, je-li vztlaková síla rovna celkové tíze balónu: F vzt = m vzd g = F celk = (m plyn + m zat + m balon )g m zat = m vzd m plyn m balon a hmotnosti plynů získáme ze stavové rovnice (m = nm). Konstruktéři balónů před 200 lety neznali stavové chování látek důvod proč zkoumat vlastnosti plynů.

21 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Studium plynů Jak vznikl ideální plyn [T ]: pv = konst. Boyle, Marionete (17.st) [P]: V /T = konst. Charles, Gay-Lussac (18.st) V (t) = V (0)(1 t/273.15) [V ]: p/t = kons. Gay-Lussac (poč. 19 st.) Důsledek Stavová rovnice ideálního plynu PV = nrt

22 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Nic není ideální! Při nízkých P a vysokých T jsou odchylky od ideálního chování velmi malé (žádné fázové přechody). Dnešní stavové rovnice popisují chování plynů ve velice širokém rozmezí T a P a to i pro systémy, kde dochází ke kondenzaci. Suchý led sublimuje, v pipetce se zvyšuje tlak až při dosažení tlaku 0,52 MPa (tlak trojného bodu, T = -56 C) se objeví i kapalný CO2. Množství pevné fáze se bude snižovat až zmizí docela a tlak v pipetce nad kapalinou opět poroste, pokud to švy pipetky dovolí...

23 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Viriální stavová rovnice Teoreticky podložená st. rovnice. Lze z ní získat veškeré termodynamické vlastnosti v plynné fázi. Viriální (mocninová) st. rovnice: z = pv m RT = 1 + B 2 + B 3 V m Vm p = RT ρ = 1 + B 2ρ + B 3 ρ kde B 2,B 3,... jsou druhý, třetí,... viriální koeficient (první koeficient je roven 1). Koeficienty jsou pro čisté látky pouze funkcí teploty.

24 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Závislost viriálních koeficientů na T Jouleova teplota T J Boylova teplota T B

25 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Být druhý není vždy nejhorší... Druhý viriální koeficient a molární objem. Trocha otravné teorie B 2 a párový potenciál (kulově symetrické molekuly): B ij = 2πN A [1 e u ij /(k B T ) ]r 2 dr 0 Obecné molekuly dostáváme čtyřnásobný itegrál Vyšší viriální koeficienty několikanásobné integrály

26 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Hádej nebo odhaduj?!? Epirické vztahy pro vir. koeficienty - aproximace experimentálních dat polynomy. B i = f (T ) Využítí stavových rovnic (a jsme zase u toho ) ( ) z B = lim ρ 0 ρ [ b B vdw = lim ρ 0 (1 bρ) 2 a ] = b a RT RT

27 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Směsi plynů Viriální koeficienty závisí také na složení: B 2 = k k x i x j B 2(ij) i=1 j=1 B 2 = B 2(11) x B 2(12) x 1 x 2 + B 2(22) x 2 2 Výpočet B ij na základě znalosti vir. koef. čistých látek: B ij (T ) = B ii + B jj 2 k B 2 (T, x) = x i B 2(ii) (T ) i=1

28 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů Nemá žádný pohon, a přece porád zobe! Jak je to možné?

29 2. Stavové chování kapalin a plynů Stavové chování: Proč nás to zajímá? Reálné chování plynů... jen trocha termodynamiky

30 3. Termodynamika 3. Termodynamika

31 3. Termodynamika Úvod - axiomy Úvod Fenomenologická termodynamika je založena na několika axiomech, obecných a ne- dokazatelných tvrzeních plynoucích z pozorování světa, v němž žijeme. Z nich dokáže odvodit velké množství důležitých vztahů. Nezajímá ji vnitřní struktura systému na systém pohlíží jako na černou skříňku.

32 3. Termodynamika Úvod - axiomy Axiomy fenomenologické termodynamiky Axiom aditivity: Podle tohoto axiomu je vnitřní energie termodynamického systému součtem vnitřních energií jeho makroskopických částí. Axiom aditivity tak dovoluje dělit termodynamické veličiny na extenzivní a intenzivní. Axiom o existenci termodynamické rovnováhy: Libovolná soustava v termodynamicky nerovnovážném stavu dospěje při neměnných vnějších podmínkách vždy do stavu termodynamické rovnováhy. Nultý termodynamický zákon: Postuluje se existence teploty jako intenzivního parametru, určujícího termodynamickou rovnováhu mezi tepelně izolovanými soustavami.

33 3. Termodynamika Termodynamické věty Termodynamické věty 1. věta termodynamická: Postuluje se existence stavové funkce zvané vnitřní energie U du = dq + dw Tento axiom rozšiřuje zákon zachování energie, jež lze v mechanice odvodit pro konzervativní soustavy, na tzv. disipativní systémy, systémy v nichž běží makroskopické procesy, při kterých dochází k výměně tepla mezi systémem a jeho okolím. 2. věta termodynamická: Podle tohoto postulátu existuje stavová funkce S, zvaná entropie ds dq T Speciálně pro adiabaticky izolované soustavy (dq = 0) platí, že při nerovnováž- ných procesech entropie roste a dosahuje svého maxima ve stavu termodynamické rovnováhy.

34 3. Termodynamika Termodynamické věty Termodynamické věty 3. věta termodynamická: - Je známa slabší, Nernstova formulace, a silnější, Planckova formulace. Podle Plancka je entropie každé krystalické soustavy při absolutní nule nulová lim S = 0 T 0 Důsledkem třetí věty je tvrzení, že žádným konečným procesem nelze dosáhnout teploty 0K k této teplotě se lze jen přibližovat.

35 3. Termodynamika Základní pojmy termodynamiky Základní pojmy Termodynamickým systémem předmět bádání Okolý část světa, která není předmětem bádání Izolovaný, uzavřený a otevřený systém. Určitou oblast zkoumaného systému, ve které jsou jeho vlastnosti konstantní nebo se spojitě mění v prostoru, nazýváme fází. Pokud je systém tvořen jednou fází, nazýváme jej homogenním. Pokud systém obsahuje více fází, nazýváme jej heterogenním systémem.

36 3. Termodynamika Základní pojmy termodynamiky Termodynamické veličiny a stavy Extenzivní (V,látkové mn., hmotnost) a intenzivní (T,P,složení) veličiny. Extenzivní veličiny lze převést na intenzivní. Stav systému: Libovolný systém lze v každém časovém okamžiku charakterizovat pomocí určitého počtu veličin. Stav termodynamické rovnováhy (rovnovážný stav, rovnováha) - V systému neprobíhají žádné makroskopické změny a všechny veličiny mají časově stálé hodnoty. - Každý systém dříve či později dospěje do rovnováhy.

37 3. Termodynamika Základní pojmy termodynamiky Rovnovážné stavy Mechanická (tlaková) rovnováha ve všech částech systému je stejný tlak. Tepelná (teplotní) rovnováha ve všech částech systému jsou vyrovnány teploty. Koncentrační rovnováha ve všech částech každé fáze systému jsou stejné koncentrace složek systému; složení různých fází se však zpravidla liší. Fázová rovnováha pokud je systém heterogenní jsou jeho fáze v rovnováze. Chemická rovnováha nedochází ke změnám složení vlivem chemických reakcí.

38 3. Termodynamika Základní vztahy Definice základních veličin Entalpie = H H = U + pv - izbarický vratný děj [P]: H = Q Helmholtzova energie = F (A) F = U TS - vratný izotermní děj [T]: F = W Gibbsova energie = G G = H TS - vratný izotermní a izobarický děj [T,P]: G = W jin = W W obj = W p V

39 3. Termodynamika Základní vztahy Tepelné kapacity Tepelná kapacita = C Pro C V a C p platí: ( ) dq C = dt ( ) dq C p = dt ( ) dq C v = dt izobar izochor dej ( ) dh = dt p ( ) du = dt V C V > 0, C p C v, lim C V = 0 T 0 lim C p = 0 T 0

40 3. Termodynamika Základní vztahy Absolutní a relativní veličiny Jestliže termodynamické veličině systému v daném stavu můžeme jednoznačně při- řadit číselnou hodnotu, říkáme, že veličina je absolutní (T, P, V, C...). Jestliže můžeme přiřadit číselnou hodnotu jen změně termodynamické veličiny při přechodu systému z jednoho termodynamického stavu do druhého, říkáme, že veličina je relativní (U, H, F, G). Referenční stavy - absolutní (T = 0K,P = 0Pa) a relativní veličiny (měříme rozdíl). Zajímavým případem je entropie. Ta je II. větou termodynamickou určena jako relativní veličina. III. věta termodynamická ji však povyšuje do skupiny absolutních veličin. Pro zdůraznění této skutečnosti se někdy místo entropie používá termín absolutní entropie.

41 3. Termodynamika Spojené formulace I. a II. věty Spojené formulace I. a II. věty Vlastnosti totálního diferenciálu (Maxvellovy relace) Všechny stavové funkce (p, V, T, n, U, H, S, F, G, C...) mají totální diferenciály. Teplo a práce nejsou stavovými funkcemi a nemají totální (úplný, exaktní) diferenciál.

42 3. Termodynamika Spojené formulace I. a II. věty Gibbsovy rovnice (uzavřený systém) du = T ds pdv dh = T ds + V dp df = SdT pdv dg = SdT + V dp Derivace U, H, F a G podle přirozených proměnných a přechod od přirozených proměnných k proměnným T, V nebo T, p.

43 3. Termodynamika Podmínky termodynamické rovnováhy Podmínky termodynamické rovnováhy Z druhé věty termodynamické plyne, že při nevratných dějích entropie izolovaného systému roste S > 0 a ve stavu termodynamické rovnováhy má maximum. S = 0 Podmínky termodynamické rovnováhy pro termodynamické funkce S, U, H, F a G! Př. Vnitřní energie dosahuje v rovnováze svého minima du = 0 [S, V ] (ostatní vel. si sami odvoďte) Podmínky extrémů funkcí uvedené v tabulce se nazývají extenzivními kritérii rovnováhy a dají se z nich odvodit tzv. intenzivní kritéria (rovnosti chemických potenciálů, fugacit, aktivit).

44 3. Termodynamika Podmínky termodynamické rovnováhy Extenzivní podmínky rovnováhy funkce podmínka extrému druh extrému entropie ds = 0, [U, V ] maximum entropie ds = 0, [H, p] maximum vnitřní energie du = 0, [S, V ] minimum entalpie dh = 0, [S, p] minimum Helmholtzova energie df = 0, [T, V ] minimum Gibbsova energie dg = 0, [T, p] minimum

45 3. Termodynamika Podmínky termodynamické rovnováhy Může být termodynamika aplikovanou mechanikou? Již od počátku dvacátého století nikdo nepochybuje o tom, že každý termodynamický systém je tvořen velkým počtem ( ) molekul, popřípadě atomů nebo iontů. Termodynamické (makroskopické) chování systému je determinováno chováním částic systém tvořících (vymyslete příklad). Přímo určovat termodynamické veličiny systému na základě znalosti sil působících mezi molekulami nemožné!

46 4. Termodynamika reálných plynů 4. Termodynamika reálných plynů

47 4. Termodynamika reálných plynů Termodynamika ideálního plynu Ideální plyn - závislost na p a V ( H ) p T = 0 ( S ) V T = nr V ( F ) V T = p ( U ) V T = 0 ( Cp ) p T = 0 ( ) G p T = V ( S ) p T = nr p ( CV V ) T = 0 C p C V = nr f = p µ JT = 0

48 4. Termodynamika reálných plynů Standardní stavy Někde musíme začít... 1 Standardní stav ideální plyn za standardního tlaku (atmosférický tlak) a standardní teploty (T = K) 2 Standardní stav ideální plyn za standardního tlaku (atmosférický tlak) a teploty T. T Yi = Y i + Y i dt T Y i 3 Standardní stav ideální plyn za tlaku p a teploty T. H i = H i U i = U i S i = S i Rln p p Fi = Ui TSi G i = G i + RT ln p p

49 4. Termodynamika reálných plynů Standardní stavy Výpočet term. veličin Výpočet globálních veličin - jeden mol ideálního plynu U (H, C p, C V ) = k x i Ui = i=1 k x i Ui i=1 S = k x i Si i=1 k R x i lnx i = i=1 k x i Si i=1 Rln p p R k x i lnx i i=1 G (F ) = k i=1 x i G i +RT k x i lnx i = i=1 k x i Gi +RT ln p k +RT p i=1 i=1 x i lnx i

50 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Doplňkové veličiny T=konst. H m S m H m o reálný plyn id. plyn H d id. plyn S m o - R ln(p/p o ) reálný plyn S d 0 P 0 P

51 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Doplňkové veličiny Y m (T, P, x) = Y /n = Y m(t, P, x) + Y d (T, P, x)

52 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Základní definice Doplňkové veličiny Y m (T, P, x) = Y /n = Y m(t, P, x) + Y d (T, P, x) T, P, x T, V m, x

53 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Základní definice Doplňkové veličiny pro T,p,x P id. plyn A B reálný plyn V m Y d = Y expanze po izoterme + Y prechod z id. plynu na realnou izotermu + Y komprese po realne izoterme

54 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Základní definice Doplňkové veličiny pro T,p,x P id. plyn A B reálný plyn V m Y d = p 0 [ ( Ym ) p T,x ( ) ] Ym dp p T,x

55 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Základní definice Doplňkové veličiny pro T,V m,x P id. plyn A B reálný plyn V m V* m =RT/p V m Někdy je výhodnější vyjádření v závyslosti na V. Expanze na nekonečně velký objem V m!

56 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Základní definice Doplňkové veličiny pro T,V m,x P id. plyn A B reálný plyn V m V* m =RT/p V m Y d = Vm [ ( Ym ) V m T,x ( Ym V m ) T,x ] dv m + Vm V m ( Ym V m ) dv m T,x

57 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Výpočet doplňkových veličin Výpočet doplňkových veličin Jak dostaneme obecné vztahy pro doplňkové veličiny? = odvozené ze vztahů pro termodynamické funkce [ p ( ) ] Vm H d = V m T dp 0 T p,x Zkuste sami pro S d a U d... Výsledné vztahy použijeme pro výpočet termodynamických funkcí pomocí: TKS stavové rovnice empirických zákonů Shrnutí vztahů naleznete ve skriptech.

58 4. Termodynamika reálných plynů Doplňkové veličiny = reálný plyn Příklad Výpočet doplňkových veličin = příklad Vypočtěte H m, S m a C p u směsi methanu (90%) a ethanu (10%) za T = 300K a P = 5MPa. Plyn je popsán RK rovnicí. Použijte tabulky! Platí: pro CH4 - H = 0, S = J/mol/K pro C2H6 - H = 0, S = J/mol/K

59 4. Termodynamika reálných plynů Teplo a prace Technická práce Objemová práce: Technická práce: V2 W = pdv V 1 W t = p2 p 1 V dp - komprese plynu v pístovém kompresoru: nasátí + komprese + vytlačení

60 4. Termodynamika reálných plynů Teplo a prace Výpočet tepla a práce při různých dějích děj Q = W = W t = [V ] U = U 2 U 1 0 V (p 2 p 1 ) [P] H = H 2 H 1 p(v 2 V 1 ) 0 [Q] 0 U = U 2 U 1 H = H 2 H 1 [T ] T S F = U T S G = U T S [H] 0 p 2 V 2 + p 1 V 1 0

61 4. Termodynamika reálných plynů Teplo a prace Výpočet tepla a práce při různých dějích Počáteční stav systému = plynná fáze za konstantního složení potřebujeme ještě další dvě veličiny (T,P) K výpočtu term. veličin potřebujeme znát také objem nebo hustotu. Rešíme různé úlohy...

62 4. Termodynamika reálných plynů Teplo a prace Určení konečného stavu systému Záleží na termodynamickém ději a jeho zadání Tři typy úloh, kdy v konečném stavu máme dáno: 1 T 2 a V m2 jednoduchá úloha 2 T 2 NEBO V m2 řešíme jednu nelineární rovnici 3 neznáme T 2 ani V m2 řešení dvou nelineárních rovnic

63 4. Termodynamika reálných plynů Teplo a prace Příklad Výpočet doplňkových veličin = příklad Vypočtěte H m, S m a C p u směsi methanu (90%) a ethanu (10%) za T = 300K a P = 5MPa. Plyn je popsán RK rovnicí. Platí: pro CH4 - H = 0, S = J/mol/K pro C2H6 - H = 0, S = J/mol/K

64 5. Fázové rovnováhy Fázové rovnováhy 5. Fázové rovnováhy

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91 SLE ternární systém: růst T Obrázek: Rovnováha kapalina pevná fáze pro ternární systému kyselina octová(1) kyselina propionová(2) formamid(3) - kde: AA = kyselina octová PA = kyselina propionová Fa = formamid

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

Stavové chování kapalin a plynů. 4. března 2010

Stavové chování kapalin a plynů. 4. března 2010 Stavové chování kapalin a plynů 4. března 2010 Studium plynů Plyn JE tekutina Studium plynů Studium plynů Létání v balónu aneb... Jak se vzepřít gravitaci? Studium plynů Studium plynů Létání v balónu aneb...

Více

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013 Fyzikální chemie Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302 14. února 2013 Co je fyzikální chemie? Co je fyzikální chemie? makroskopický přístup: (klasická) termodynamika nerovnovážná

Více

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi 1. ZÁKLADNÍ POJMY 1.1 Systém a okolí 1.2 Vlastnosti systému 1.3 Vybrané základní veličiny 1.3.1 Množství 1.3.2 Délka 1.3.2 Délka 1.4 Vybrané odvozené veličiny 1.4.1 Objem 1.4.2 Hustota 1.4.3 Tlak 1.4.4

Více

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn Termodynamika materiálů Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn Důležité konstanty Standartní podmínky Avogadrovo číslo N A = 6,023.10

Více

Do známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu.

Do známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu. Podmínky pro získání zápočtu a zkoušky z předmětu Chemicko-inženýrská termodynamika pro zpracování ropy Zápočet je udělen, pokud student splní zápočtový test alespoň na 50 %. Zápočtový test obsahuje 3

Více

Mol. fyz. a termodynamika

Mol. fyz. a termodynamika Molekulová fyzika pracuje na základě kinetické teorie látek a statistiky Termodynamika zkoumání tepelných jevů a strojů nezajímají nás jednotlivé částice Molekulová fyzika základem jsou: Látka kteréhokoli

Více

6. Stavy hmoty - Plyny

6. Stavy hmoty - Plyny skupenství plynné plyn x pára (pod kritickou teplotou) stavové chování Ideální plyn Reálné plyny Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti skupenství plynné reálný plyn ve stavu

Více

Nultá věta termodynamická

Nultá věta termodynamická TERMODYNAMIKA Nultá věta termodynamická 2 Práce 3 Práce - příklady 4 1. věta termodynamická 5 Entalpie 6 Tepelné kapacity 7 Vnitřní energie a entalpie ideálního plynu 8 Výpočet tepla a práce 9 Adiabatický

Více

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 Plyny Plyn T v, K Vzácné plyny 11 plynných prvků He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 165 Rn 211 N 2 O 2 77 F 2 90 85 Diatomické plynné prvky Cl 2 238 H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 H 2 He Ne Ar Kr Xe 20 4.4 27 87 120 1 Plyn

Více

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme. Přednáška 1 Úvod Při studiu tepelných vlastností látek a jevů probíhajících při tepelné výměně budeme používat dvě různé metody zkoumání: termodynamickou a statistickou. Termodynamická metoda je základem

Více

Zákony ideálního plynu

Zákony ideálního plynu 5.2Zákony ideálního plynu 5.1.1 Ideální plyn 5.1.2 Avogadrův zákon 5.1.3 Normální podmínky 5.1.4 Boyleův-Mariottův zákon Izoterma 5.1.5 Gay-Lussacův zákon 5.1.6 Charlesův zákon 5.1.7 Poissonův zákon 5.1.8

Více

Molekulová fyzika a termodynamika

Molekulová fyzika a termodynamika Molekulová fyzika a termodynamika Molekulová fyzika a termodynamika Úvod, vnitřní energie soustavy, teplo, teplota, stavová rovnice ideálního plynu Termodynamické zákony, termodynamické děje Teplotní a

Více

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 Plyny Plyn T v, K Vzácné plyny 11 plynných prvků He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 165 Rn 211 N 2 O 2 77 F 2 90 85 Diatomické plynné prvky Cl 2 238 H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 H 2 He Ne Ar Kr Xe 20 4.4 27 87 120 1 Plyn

Více

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová Termodynamika a živé systémy Helena Uhrová Základní pojmy termodynamiky soustava izolovaná otevřená okolí vlastnosti soustavy znaky popisující soustavu stav rovnováhy tok m či E =0 funkce stavu - soubor

Více

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček Upozornění: Tato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím

Více

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček: Molekulová fyzika zkoumá vlastnosti látek na základě jejich vnitřní struktury, pohybu a vzájemného působení částic, ze kterých se látky skládají. Termodynamika se zabývá zákony přeměny různých forem energie

Více

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti Tepelná vodivost teplo přenesené za čas dt: T 1 > T z T 1 S tepelný tok střední volná dráha T součinitel tepelné vodivosti střední rychlost Tepelná vodivost součinitel tepelné vodivosti při T = 300 K součinitel

Více

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice IDEÁLNÍ PLYN Stavová rovnice Ideální plyn ) rozměry molekul jsou zanedbatelné vzhledem k jejich vzdálenostem 2) molekuly plynu na sebe působí jen při vzájemných srážkách 3) všechny srážky jsou dokonale

Více

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno JAMES WATT 19.1.1736-19.8.1819 Termodynamika principy, které vládnou přírodě Obsah přednášky Vysvětlení základních

Více

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů Molekulová fyzika a termika Přehled základních pojmů Kinetická teorie látek Vychází ze tří experimentálně ověřených poznatků: 1) Látky se skládají z částic - molekul, atomů nebo iontů, mezi nimiž jsou

Více

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST KCH/P401 Ivo Nezbeda Ústí nad Labem 2013 1 Obor: Klíčová slova: Anotace: Toxikologie a analýza škodlivin, Chemie

Více

ÚVOD DO TERMODYNAMIKY

ÚVOD DO TERMODYNAMIKY ÚVOD DO TERMODYNAMIKY Termodynamika: Nauka o obecných zákonitostech, kterými se se řídí transformace CELKOVÉ energie makroskopických systémů v její různé formy. Je založena na výsledcích experimentílních

Více

Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů

Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů energií (mechanické, tepelné, elektrické, magnetické, chemické a jaderné) při td. dějích. Na rozdíl od td. cyklických dějů

Více

9. Struktura a vlastnosti plynů

9. Struktura a vlastnosti plynů 9. Struktura a vlastnosti plynů Osnova: 1. Základní pojmy 2. Střední kvadratická rychlost 3. Střední kinetická energie molekuly plynu 4. Stavová rovnice ideálního plynu 5. Jednoduché děje v plynech a)

Více

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy 1 FSI VUT v Brně, Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy OSNOVA 1. KAPITOLY Termodynamická soustava Energie, teplo,

Více

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 Plyny Plyn T v, K 11 plynných prvků Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 H 2 20 He 4.4 Ne 27 Ar 87 Kr 120 Xe 165 Rn 211 N 2 77 O 2 90 F 2 85 Cl 2 238 1 Plyn

Více

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401 Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401 Magda Škvorová Ústí nad Labem 2013 Obor: Toxikologie a analýza škodlivin, Chemie (dvouoborová) Klíčová

Více

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8 UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY PROCESY V TECHNICE BUDOV 8 Dagmar Janáčová, Hana Charvátová Zlín 2013 Tento studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního

Více

Stavové chování kapalin a plynů II. 12. března 2010

Stavové chování kapalin a plynů II. 12. března 2010 Stavové chování kapalin a plynů II. 12. března 2010 Stavové rovnice - obecně Van der Waalsova rovnice V čem je ukryta síla van der Waalse... A b=4n A V mol. Van der Waalsova rovnice (r. 1873) - první úspěšná

Více

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika ermodynamika jako vědní disciplína Základní zákony termodynamiky Práce, teplo a energie Vnitřní energie a entalpie Chemická termodynamika Definice termodynamiky

Více

Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček Upozornění: Tato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím

Více

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické Termodynamika termodynamická teplota: Stavy hmoty jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické teploty trojného bodu vody (273,16 K = 0,01 o C). 0 o C = 273,15 K T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]=

Více

Chemická kinetika. Reakce 1. řádu rychlost přímo úměrná koncentraci složky

Chemická kinetika. Reakce 1. řádu rychlost přímo úměrná koncentraci složky Chemická kinetika Chemická kinetika Reakce 0. řádu reakční rychlost nezávisí na čase a probíhá konstantní rychlostí v = k (rychlost se rovná rychlostní konstantě) velmi pomalé reakce (prakticky se nemění

Více

Termodynamika. Děj, který není kvazistatický, se nazývá nestatický.

Termodynamika. Děj, který není kvazistatický, se nazývá nestatický. Termodynamika Zabývá se ději, při nichž se mění tepelná energie v jiné druhy energie (zejména mechanické). Studuje vlastnosti látek bez přihlédnutí k jejich mikrostruktuře. Je vystavěna na axiomech (0.,

Více

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter. CHEMICKÁ ENERGETIKA Energetickou stránkou soustav a změnami v těchto soustavách se zabývá fyzikální disciplína termodynamika. Z široké oblasti obecné termodynamiky se chemická termodynamika zajímá o chemické

Více

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM 1. Jak závisí hodnota izobarického součinitele objemové roztažnosti ideálního plynu na teplotě a jak na tlaku? Odvoďte. 2. Jak závisí hodnota izochorického součinitele

Více

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od 1. 9. 2009 do 31. 8. 2013

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od 1. 9. 2009 do 31. 8. 2013 Učební osnova předmětu Fyzikální chemie Studijní obor: Aplikovaná chemie Zaměření: Forma vzdělávání: Celkový počet vyučovacích hodin za studium: Analytická chemie Chemická technologie Ochrana životního

Více

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3. Vnitřní energie U Vnitřní energie U je stavová veličina U = U (p, V, T), ale závisí pouze na teplotě (experiment Gay-Lussac / Joule) U = f(t) Pro měrnou vnitřní energii (tedy pro vnitřní energii jednoho

Více

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Látkové množství n poznámky 6.A GVN Látkové množství n poznámky 6.A GVN 10. září 2007 charakterizuje látky z hlediska počtu částic (molekul, atomů, iontů), které tato látka obsahuje je-li v tělese z homogenní látky N částic, pak látkové

Více

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Vlastnosti ideálního plynu: Ideální plyn Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, epelné motory rozměry molekul jsou ve srovnání se střední

Více

Osnova pro předmět Fyzikální chemie II magisterský kurz

Osnova pro předmět Fyzikální chemie II magisterský kurz Osnova pro předmět Fyzikální chemie II magisterský kurz Časový a obsahový program přednášek Týden Obsahová náplň přednášky Pozn. Stavové chování tekutin 1,2a 1, 2a Molekulární přístup kinetická teorie

Více

Fáze a fázové přechody

Fáze a fázové přechody Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika) Fáze a fázové přechody Pojem fáze je zobecněním pojmu skupenství, označuje homogenní část makroskopického tělesa. Jednotlivé fáze v

Více

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12 UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 2 Termodynamika reálných plynů část 2 Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 203 Tento studijní

Více

Stanislav Labík. Ústav fyzikální chemie V CHT Praha budova A, 3. patro u zadního vchodu, místnost

Stanislav Labík. Ústav fyzikální chemie V CHT Praha budova A, 3. patro u zadního vchodu, místnost Stanislav Labík Ústav fyzikální chemie V CHT Praha budova A, 3. patro u zadního vchodu, místnost 325 labik@vscht.cz 220 444 257 http://www.vscht.cz/fch/ Výuka Letní semestr N403032 Základy fyzikální chemie

Více

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013 Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství, Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno

Více

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy Termodynamika a termodynamické oběhy Termodynamika Popisuje procesy, které zahrnují změny teploty, přeměny energie a vzájemný vztah mezi tepelnou energií a mechanickou prací Opakování fyziky Termodynamický

Více

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014 Termodynamika 2 UJOP Hostivař 2014 Skupenské teplo tání/tuhnutí je (celkové) teplo, které přijme pevná látka při přechodu na kapalinu během tání nebo naopak Značka Veličina Lt J Nedochází při něm ke změně

Více

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Elektroenergetika 1. Termodynamika Elektroenergetika 1 Termodynamika Termodynamika Popisuje procesy, které zahrnují změny teploty, přeměny energie a vzájemný vztah mezi tepelnou energií a mechanickou prací Opakování fyziky Termodynamický

Více

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy HMOTA A JEJÍ VLASTNOSTI POSTAVENÍ FYZIKÁLNÍ CHEMIE V PŘÍRODNÍCH VĚDÁCH HISTORIE FYZIKÁLNÍ CHEMIE ZÁKLADNÍ POJMY DEFINICE FORMY HMOTY Formy a nositelé hmoty

Více

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova 1 Rozložení, distribuce tepla Teplota je charakteristika tepelného stavu hmoty je to stavová veličina, charakterizující termodynamickou rovnováhu systému. Teplo vyjadřuje kinetickou energii částic. Teplota

Více

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky Cvičení termodynamiky a statistické fyiky 1Nechť F(x, y=xe y Spočtěte F/ x, F/, 2 F/ x 2, 2 F/ x, 2 F/ x, 2 F/ x 2 2 Bud dω = A(x, ydx+b(x, ydy libovolná diferenciální forma(pfaffián Ukažte, ževpřípadě,žedωjeúplnýdiferenciál(existujefunkce

Více

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ Výhody: medium (vzduch) se nachází všude kolem nás možnost využití centrální výroby stlačeného vzduchu v závodě kompresor nemusí pracovat nepřetržitě (stlačený

Více

Klasická termodynamika (aneb pøehled FCH I)

Klasická termodynamika (aneb pøehled FCH I) Klasická termodynamika (aneb pøehled FCH I) 1/16 0. zákon 1. zákon id. plyn: pv = nrt pv κ = konst (id., ad.) id. plyn: U = U(T) }{{} Carnotùv cyklus dq T = 0 2. zákon rg, K,... lim S = 0 T 0 S, ds = dq

Více

SVOBODA, E., BAKULE, R.

SVOBODA, E., BAKULE, R. Termodynamika 1. Termodynamika 2. Termodynamická soustava 3. Termodynamický stav 4. Veličiny: látkové množství, molární veličina, vnitřní energie, práce v termodynamice 5. Termodynamické principy: nultý

Více

Termodynamika v biochemii

Termodynamika v biochemii Termodynamika v biochemii Studium energetických změn Klasická x statistická Rovnovážná x nerovnovážná lineárn rní a nelineárn rní Základní pojmy Makroskopický systém, okolí systému Termodynamický systém

Více

12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ

12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ 56 12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ Těžiště I. impulsová věta - věta o pohybu těžiště II. impulsová věta Zákony zachování v izolované soustavě hmotných bodů Náhrada pohybu skutečných objektů pohybem

Více

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika Fyzikální chemie. ermodynamika Mgr. Sylvie Pavloková Letní semestr 07/08 děj izotermický izobarický izochorický konstantní V ermodynamika rvní termodynamický zákon (zákon zachování energie): U Q + W izotermický

Více

Teplota a její měření

Teplota a její měření Teplota a její měření Teplota a její měření Číslo DUM v digitálním archivu školy VY_32_INOVACE_07_03_01 Teplota, Celsiova a Kelvinova teplotní stupnice, převodní vztahy, příklady. Tepelná výměna, měrná

Více

Termomechanika 4. přednáška

Termomechanika 4. přednáška ermomechanika 4. přednáška Miroslav Holeček Upozornění: ato prezentace slouží výhradně pro výukové účely Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Byla sestavena autorem s využitím citovaných zdrojů

Více

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 10.

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 10. Příklad 1 Topné těleso o objemu 0,5 [m 3 ], naplněné sytou párou o tlaku 0,15 [MPa], bylo odstaveno. Po nějaké době vychladlo na teplotu 30 C. Určete množství uvolněného tepla a konečný stav páry v tělese.

Více

Termochemie { práce. Práce: W = s F nebo W = F ds. Objemová práce (p vn = vnìj¹í tlak): W = p vn dv. Vratný dìj: p = p vn (ze stavové rovnice) W =

Termochemie { práce. Práce: W = s F nebo W = F ds. Objemová práce (p vn = vnìj¹í tlak): W = p vn dv. Vratný dìj: p = p vn (ze stavové rovnice) W = Termochemie { práce Práce: W = s F nebo W = Objemová práce (p vn = vnìj¹í tlak): W = V2 V 1 p vn dv s2 Vratný dìj: p = p vn (ze stavové rovnice) W = V2 V 1 p dv s 1 F ds s.1 Diferenciální tvar: dw = pdv

Více

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie( 1

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie(  1 VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie(www.vscht.cz/fch/zktesty/) 1 Zkouškový test z FCH I, 10. srpna 2015 Vyplňuje student: Příjmení a jméno: Kroužek: Upozornění: U úloh označených ikonou uveďte výpočet

Více

8 Elasticita kaučukových sítí

8 Elasticita kaučukových sítí 8 Elasticita kaučukových sítí Elastomerní polymerní látky (např. kaučuky) tvoří ze / chemické příčné vazby a / fyzikální uzly. Vyznačují se schopností deformovat se již malou silou nejméně o 00 % své původní

Více

T0 Teplo a jeho měření

T0 Teplo a jeho měření Teplo a jeho měření 1 Teplo 2 Kalorimetrie Kalorimetr 3 Tepelná kapacita 3.1 Měrná tepelná kapacita Měrná tepelná kapacita při stálém objemu a stálém tlaku Poměr měrných tepelných kapacit 3.2 Molární tepelná

Více

Magnetokalorický jev MCE

Magnetokalorický jev MCE Magnetokalorický jev a jeho aplikační potenciál P. Svoboda Katedra fyziky kondenzovaných látek Magnetokalorický jev MCE MCE: znám déle než 120 let renesance zájmu během posledních 35 let PROČ? Připomínka

Více

ZAKLADY FYZIKALNI CHEMIE HORENí, VÝBUCHU A HAŠENí

ZAKLADY FYZIKALNI CHEMIE HORENí, VÝBUCHU A HAŠENí r SDRUŽENí POŽÁRNíHO A BEZPEČNOSTNíHO INžENÝRSTVí. JAROSLAV K,\LOUSEK,.,.,. ZAKLADY FYZIKALNI CHEMIE HORENí, VÝBUCHU A HAŠENí EDICESPBI SPEKTRUM OBSAH. strana 1. FyzikálnÍ chemie v požární ochranč a bezpečnosti

Více

Rovnováha Tepelná - T všude stejná

Rovnováha Tepelná - T všude stejná Fázové heterogenní rovnováhy Fáze = homogenní část soustavy, oddělná fyzickým rozhraním, na rozhraní se vlastnosti mění skokem Rovnováha Tepelná - T všude stejná Mechanická - p všude stejný Chemická -

Více

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny Hustota toku Zatím jsme studovali pouze soustavy, které byly v rovnovážném stavu není-li soustava v silovém poli, je hustota částic stejná

Více

MAGISTERSKÝ VÝBĚR úloh ze sbírek

MAGISTERSKÝ VÝBĚR úloh ze sbírek MAGISTERSKÝ VÝBĚR úloh ze sbírek Příklady a úlohy z fyzikální chemie I a II (VŠCHT Praha 2000 a VŠCHT Praha 2002) (http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/sbfchold.html) k nimž je doplněno zanedbatelné množství

Více

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry Příklad 1 Sytá pára o tlaku 1 [MPa] expanduje izotermicky na tlak 0,1 [MPa]. Znázorněte v diagramech vody a vodní páry. Jelikož se jedná o izotermický děj, je výhodné použít diagram T-s. Dále máme v zadání,

Více

Dnešní látka Variačně formulované okrajové úlohy zúplnění prostoru funkcí. Lineární zobrazení.

Dnešní látka Variačně formulované okrajové úlohy zúplnění prostoru funkcí. Lineární zobrazení. Předmět: MA4 Dnešní látka Variačně formulované okrajové úlohy zúplnění prostoru funkcí. Lineární zobrazení. Literatura: Kapitola 2 a)-c) a kapitola 4 a)-c) ze skript Karel Rektorys: Matematika 43, ČVUT,

Více

Viriálová stavová rovnice 1 + s.1

Viriálová stavová rovnice 1 + s.1 Viriálová stavová rovnice 1 + s.1 (Mírnì nestandardní odvození Prùmìrná energie molekul okolo vybrané molekuly (β = 1/(k B T : 0 u(r e βu(r 4πr 2 dr Energie souboru N molekul: U = f 2 k B T + N 2 2V Tlak

Více

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 4. Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 4. Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou Adiabatická změna: Při adiabatickém ději nedochází k výměně tepla s okolím, tedy platí: dq = 0; dq = 0 () Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou Pro její první tvar:

Více

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny Nauka o materiálu Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny Difuze v tuhých látkách Difuzí nazýváme přesun atomů nebo iontů na vzdálenost větší než je meziatomová vzdálenost. Hnací

Více

Fenomenologická termodynamika

Fenomenologická termodynamika Atkins 1 Fenomenologická termodynamika Popisuje makroskopický stav Neuvažuje vnitřní stavbu hmoty okolí termodynamická soustava (systém) okolí Vnitřní parametry teplota T vnitřní energie U tlak p látková

Více

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3. Příklad 1 1kg plynu při izobarickém ohřevu o 710 [ C] z teploty 40[ C] vykonal práci 184,5 [kj.kg -1 ]. Vypočítejte molovou hmotnost plynu, množství přivedeného tepla a změnu vnitřní energie ΔT = 710 [K]

Více

soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy

soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy Soustava soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy Okolí Hraniční plocha Soustava Soustava Rozdělení podle vztahu

Více

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

Základy molekulové fyziky a termodynamiky Základy molekulové fyziky a termodynamiky Molekulová fyzika je částí fyziky, která zkoumá vlastnosti látek na základě jejich vnitřní struktury, pohybu a vzájemného silového působení částic, z nichž jsou

Více

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6. OBSAH Předmluva 9 I. ZÁKLADY TERMODYNAMIKY 10 1. Základní pojmy 10 1.1 Termodynamická soustava 10 1.2 Energie, teplo, práce 10 1.3 Stavy látek 11 1.4 Veličiny popisující stavy látek 12 1.5 Úlohy technické

Více

Termodynamické zákony

Termodynamické zákony Termodynamické zákony Makroskopická práce termodynamické soustavy Již jsme uvedli, že změna vnitřní energie soustavy je obecně vyvolána dvěma ději: tepelnou výměnou mezi soustavou a okolím a konáním práce

Více

Termodynamika ideálního plynu

Termodynamika ideálního plynu Přednáška 5 Termodynamika ideálního lynu 5.1 Základní vztahy ro ideální lyn 5.1.1 nitřní energie ideálního lynu Alikujme nyní oznatky získané v ředchozím textu na nejjednodužší termodynamickou soustavu

Více

Opakování: Standardní stav þ ÿ

Opakování: Standardní stav þ ÿ Opakování: Standardní stav þ ÿ s.1 12. øíjna 215 Standardní stav þ ÿ = èistá slo¾ka ve stavu ideálního plynu za teploty soustavy T a standardního tlaku = 1 kpa, døíve 11,325 kpa. Èistá látka: Pøibli¾nì:

Více

10. Energie a její transformace

10. Energie a její transformace 10. Energie a její transformace Energie je nejdůležitější vlastností hmoty a záření. Je obsažena v každém kousku hmoty i ve světelném paprsku. Je ve vesmíru a všude kolem nás. S energií se setkáváme na

Více

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Ideální plyn Protože popsat chování plynů je nad naše možnosti, zavádíme zjednodušený model tzv. ideálního plynu, který má tyto vlastnosti: Částice ideálního plynu

Více

1. Látkové soustavy, složení soustav

1. Látkové soustavy, složení soustav , složení soustav 1 , složení soustav 1. Základní pojmy 1.1 Hmota 1.2 Látky 1.3 Pole 1.4 Soustava 1.5 Fáze a fázové přeměny 1.6 Stavové veličiny 1.7 Složka 2. Hmotnost a látkové množství 3. Složení látkových

Více

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ 3.1 Ideální plyn a) ideální plyn model, předpoklady: 1. rozměry molekul malé (ve srovnání se střední vzdáleností molekul). molekuly na sebe navzálem silově nepůsobí (mimo

Více

Krystalizace, transformace, kongruence, frustrace a jak se to všechno spolu rýmuje

Krystalizace, transformace, kongruence, frustrace a jak se to všechno spolu rýmuje Krystalizace, transformace, kongruence, frustrace a jak se to všechno spolu rýmuje Pavel Svoboda, Silvie Mašková Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra fyziky kondenzovaných

Více

h nadmořská výška [m]

h nadmořská výška [m] Katedra prostředí staveb a TZB KLIMATIZACE, VĚTRÁNÍ Cvičení pro navazující magisterské studium studijního oboru Prostředí staveb Cvičení č. 1 Zpracoval: Ing. Zdeněk GALDA Nové výukové moduly vznikly za

Více

Přírodní vědy - Chemie vymezení zájmu

Přírodní vědy - Chemie vymezení zájmu Přírodní vědy - Chemie vymezení zájmu Hmota Hmota má dualistický, korpuskulárně (částicově) vlnový charakter. Převládající charakter: korpuskulární (částicový) - látku vlnový - pole. Látka se skládá z

Více

Kinetická teorie ideálního plynu

Kinetická teorie ideálního plynu Přednáška 10 Kinetická teorie ideálního plynu 10.1 Postuláty kinetické teorie Narozdíl od termodynamiky kinetická teorie odvozuje makroskopické vlastnosti látek (např. tlak, teplotu, vnitřní energii) na

Více

5 Základy termodynamiky

5 Základy termodynamiky 5 Základy termodynamiky Teplo, teplota, tepelná kapacita, metody jejich měření. Termodynamická soustava a její rovnováha. Hlavní věty termodynamiky. Ideální plyn. Stavová rovnice, Carnotův cyklus. Reálné

Více

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky eplo, práce a. věta termodynamiky eplo ( tepelná energie) Nyní již víme, že látka (plyn) s vyšší teplotou obsahuje částice (molekuly), které se pohybují s vyššími rychlostmi a můžeme posoudit, co se stane

Více

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky 3. ZÁKLADY DYNAMIKY Dynamika zkoumá příčinné souvislosti pohybu a je tedy zdůvodněním zákonů kinematiky. K pojmům používaným v kinematice zavádí pojem hmoty a síly. Statický výpočet Dynamický výpočet -

Více

1. Fázové rozhraní 1-1

1. Fázové rozhraní 1-1 1. Fázové rozhraní 1.1 Charakteristika fázového rozhraní Velmi často se setkáváme s řadou fyzikálních či chemických procesů, které probíhají na rozhraní mezi sousedícími objemovými fázemi (fáze - určitá

Více

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora Předmět: Seminář chemie (SCH) Náplň: Obecná chemie, anorganická chemie, chemické výpočty, základy analytické chemie Třída: 3. ročník a septima Počet hodin: 2 hodiny týdně Pomůcky: Vybavení odborné učebny,

Více

CHEMICKÁ ROVNOVÁHA PRINCIP MOBILNÍ (DYNAMICKÉ) ROVNOVÁHY

CHEMICKÁ ROVNOVÁHA PRINCIP MOBILNÍ (DYNAMICKÉ) ROVNOVÁHY CHEMICKÁ ROVNOVÁHA PRINCIP MOBILNÍ (DYNAMICKÉ) ROVNOVÁHY V reakční kinetice jsme si ukázali, že zvratné reakce jsou charakterizovány tím, že probíhají současně oběma směry, tj. od výchozích látek k produktům

Více

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty) 1 Atomová hmotnostní konstanta/jednotka m u Relativní atomová hmotnost Relativní molekulová hmotnost Látkové množství (mol) 1 mol je takové množství látky, které obsahuje tolik částic, kolik je atomů ve

Více