Zasady termodynamiki

Opór właściwy – to opór przewodnika o długości jednostkowej i przekroju jednostkowym. Opór przewodnika zależy od jego rozmiarów, czyli długości i przekroju poprzecznego oraz od temperatury. Opór przewodnika wraz ze wzrostem temperatury rośnie. I = neVśr*S gdzie: n – koncentracja, czyli ilość nośników prądu w jednostce objętości. Ośr. – prędkość unoszenia. e – elektrony. S – przekrój poprzeczny. Energia wewnętrzna ciała równa jest sumie wszystkich rodzajów energii wszystkich cząsteczek tego ciała. Gaz doskonały – gaz, którego cząsteczki możemy traktować jako punkty materialne, poruszające się ruchem jednostajnym, prostoliniowym, między zderzeniami, oddziaływujące tylko w czasie zderzeń i zmieniające kierunki swojego ruchu tylko w czasie zderzeń. U = Ek1 + Ek2 +…+Ekn =N*^Ek gdzie: U – energia wewnętrzna gazu doskonałego. ^Ek – średnia wartość. Ciepło – część energii wewnętrznej, która przekazywana jest przez ciało o temperaturze wyższej, ciału o temperaturze niższej. Temperatura – jest miarą średniej energii kinetycznej ruchu postępowego, przypadającej na jedną cząsteczkę. T = t + 273 0K to temperatura, w której zanika ruch postępowy cząsteczek. ^Ek = C*T gdzie ^Ek – średnia wartość C – współczynnik proporcjonalności. U=C*T*Ngdie U – energia wewnętrzna ciała, C – współczynnik proporcjonalności. N – ilość cząsteczek. I Zasada Termodynamiki – zmiana energii wewnętrznej ciała równa jest sumie wymienionego z otoczeniem ciepła i pracy wykonanej nad ciałem przez siłę zewnętrzną. ∆U = Q + W gdzie: U – energia wewnętrzna ciała, Q – ciepło wymienione przez ciało z otoczeniem, W – praca wykonana nad ciałem przez siłę zewnętrzną. Przemiany gazowe – 1) izotermiczna (T=const.) 2) izobaryczna (p=const.) 3) izochoryczna ( V=const.) 4) adiabatyczna – niezachodzi wymiana ciepla z otoczeniem. p, V, T – parametry stanu gazu. Równanie stanu gazu doskonałego pV / T = const.


Przemiana izotermiczna – przemiana gazu, w której jego temperatura nie ulega zmianie. Następuje izotermiczne sprężenie gazu: T = const.  U = const.  ∆U = 0. Podczas izotermicznego sprężenia gazu została wykonana nad gazem praca i gaz oddał do otoczenia ciepło, którego wartość jest równa wykonanej pracy. ∆U = Q+W ∆U=0 0=-Q+W W=Q. Podczas izotermicznego rozprężania gaz pobiera ciepło z otoczenia i wykonuje pracę równą ciepłu pobranemu z otoczenia. ∆U=0 ∆U=Q+W 0= -W+Q Q=W. Przemiana izochoryczna – przemiana, w której objętość gazu nie ulega zmianie. ∆U=Q. Przyrost energii wewnętrznej podczas ogrzewania izochorycznego jest równy pobranemu ciepłu. ∆U=Q+W W=0 ∆U=Q+0 ∆U=Q. Przemiana izobaryczna - przemiana gazowa, zachodząca przy stałym ciśnieniu. Podczas ogrzewania izobarycznego część dostarczonego gazowi ciepła została zużyta na wykonanie pracy, a reszta na wzrost energii wewnętrznej. ∆U=W+Q ∆U≠0 ∆U=Q-W Q=∆U+W Przemiana adiabatyczna – przemiana gazu zachodząca bez wymiany ciepła z otoczeniem. ∆U=W. II Zasada termodynamiki – niemożliwy jest proces, którego jedynym rezultatem byłoby pobranie ciepła ze źródła o temperaturze wyższej i zamiana tego ciepła w całości na pracę. Etapy działania silnika – 1) tłok przesuwa się w dół, zawór ssący otwiera się i paliwo zostaje wessane do komory cylindra. 2) Tłok przesuwa się w górę, obydwa zawory są zamknięte, paliwo zostaje sprężone. 3) Świeca zapłonowa wytwarza iskrę, następuje wybuch. Kosztem energii wewnętrznej gorących gazów rozpoczyna się wykonywanie pracy, tłok przesuwa się w dół. 4) Tłok przesuwa się w górę, zawór wydechowy otwiera się. Gorące jeszcze spaliny są usuwane z cylindra i unoszą dużą część energii wewnętrznej. II Zasada Termodynamiki - w niemożliwy jest taki proces, którego jedynym rezultatem byłoby pobranie ze źródła o temperaturze wyższej i zamiana tego ciepła w całości na pracę. Entropia - wielkość fizyczna, miara nieuporządkowania. W przyrodzie tylko takie procesy zachodzą samorzutnie, w wyniku, których entropia układu wzrasta. Sprawność silnika, wzór – k = W/Q1 * 100% W = q1 +Q2 ; k – sprawność, W – praca, Q – ciepło. W = k*Q1/100%