referat, referate , referat romana, referat istorie, referat geografie, referat fizica, referat engleza, referat chimie, referat franceza, referat biologie
 
Astronomie Istorie Marketing Matematica
Medicina Psihologie Religie Romana
Arte Plastice Spaniola Mecanica Informatica
Germana Biologie Chimie Diverse
Drept Economie Engleza Filozofie
Fizica Franceza Geografie Educatie Fizica
 

Fizica termodinamica - Notiuni termodinamice de baza

Categoria: Referat Fizica

Descriere:

Noţiunea de masă, definită la mecanică, exprimă proprietăţile inerţiale macroscopice ale unui sistem. Pentru evidenţierea structurii discrete a substanţei definim alte mărimi, referitoare la particule elmentare costituente ale unui sistem, la cantitatea şi numărul acestora. Orice corp este constituit din atomi asociaţi în molecule...

Varianta Printabila 


1 1.    Masa moleculară

Masa moleculară (absolută) a unei molecule, notată m0, este masa unei molecule de substanţă exprimată n kilograme.
Unitatea atomică de masă este definită ca a 12-a parte din masa izotopului de carbon  .
    kg.
Masa moleculară relativă a unei molecule, notată mr, reprezintă numărul adimensional care arată de cte ori masa absolută a unei molecule este mai mare dect masa etalon u: .
2.    Structura discretă a substanţei, definirea molului

Noţiunea de masă, definită la mecanică, exprimă proprietăţile inerţiale macroscopice ale unui sistem. Pentru evidenţierea structurii discrete a substanţei definim alte mărimi, referitoare la particule elmentare costituente ale unui sistem, la cantitatea şi numărul acestora. Orice corp este constituit din atomi asociaţi n molecule.
Molul
Molul este unitatea fundamentală pentru exprimarea cantităţii de substanţă dintr-un sistem fizic. Un mol este definit ca fiind cantitatea de substanţă a cărei masă, exprimată n grame, a uni sistem conţinnd attea particule constituente cţi atomi există n 12 grame de carbon 12 ( ).
3.    Mărimi molare, cantitatea de substanţă – noţiuni, definiţie pentru un sistem fizic constituit din molecule.

Un sistem fizic constituit din molecule este caracterizat de marimile prezentate mai jos.
•    Masă molară, notată μ, este masa unui mol dintr-o substanţă constituită din molecule, exprimată n grame, care este numeric egală cu masa moleculară relativă a moleculelor constituente şi depinde exclusiv de natura substanţei: ; 1kmol’103mol.
•    Numărul lui Avogadro, notat NA, reprezintă numărul de molecule dintr-un mol de substanţă: .
•    Volumul molar Vμ reprezintă volumul ocupat de un mol de substanţă. n aceleaţi condiţii de presiune şi temperatura, toate gezele ocupă acelaşi volum molar. n condiţii normale de presiune şi temperatură (p0’1,013 105N/m2 şi θ0=0C), toate gazele ocupă volumul molar  22,41 .
•    Cantitatea de substanţă
Cantitatea de substanţă a unui sistem, notată υ, exprimă nr de moli conţinuţi de aceasta. Substanţa este caracterizată de masa molară μ şi volumul molar Vμ, iar sistemul conţine N particule elementare (molecule, atomi, ioni, nuclee), ocupnd un volum V şi avnd o masă totală m.    .
4.    Sistem termodinamic.

Definirea sistemului termodinamic se face n viziunea microscopică asupra substanţei, tinnd cont de structura discretă a acesteia.
Sistem termodinamic
Prin sistem termodinamic se nţelege un sistem fizic delimitat de mediul exterior printr-o suprafaţă reală sau imaginară, relizat din unul sau mai multe corpuri macroscopice, conţinnd o cantitate finită de substanţă,  care este alcătuită dintr-un număr mare de particule elementare constituente(molecule, atomi, electroni liberi, etc.)
Constitue sisteme termodinamice:orice formă geometrică solidă, orice lichid aflat ntr-un vas, orice gaz aflat ntr-o incintă, orice amestec solid, lichid, gazos sau mixt, organismele biologice etc.
Sistemele termodinamice pot fi:
•    Izolate, dacă sitemul nu schimbă nici energie şi nici substanţă cu mediul exterior;
•    nchise, dacă sitemul schimbă doar energie, nu şi substanţă cu mediul exterior;
•    Deschise, dacă sitemul schimbă şi energie, şi substanţă cu mediul exterior.
Parametrii de stare ai unui sistem termodinamic. Pentru a putea studia starea sau evoluţia unui sistem termodinamic, acestuia i se pot asocia o multitudine de parametri fizici definitorii, att de natură macroscopică ct şi de natură microscopică.
Numărul gradelor de libertate ale unui sistem termodinamic l constitue numărul parametrilor de stare independenţi aleşi pentru a descrie integral un anumit proces fizi. Alţi parametri consideraţi pentru descrierea respsctivului proces fizic se numesc parametri dependenti, aflndu-se n relaţii matematice de legătură ntre e, precum şi cu parametri independenţi.
Starea unui sistem termodinamic. Dintre toţi parametri definitori posibili ai uni sistem termodinamic se aleg acei parametri care descriu un proces fizic din punct de vedere alinteresului asupra acestuia. Mulţimea parametrilor consideraţi descriu starea sistemului termodinamic.
Cnd un sistem nu evolueaza, sistemul termodinamic se află n stare staţionară, iar cnd evoluează se află n stare nestaţionară.
Postulatul fundamental al termodinamicii
Unsistem terodinamic izolat de madiul exterior şi aflat ntr-o stare de neechilibru va evolua spre o stare de echilibru termodinamic, n care va ajunge după un interval de timp şi pe care nu o va părăsi de la sine.
5.    Mărimi energetice specifice sistemelor termodinamice
Energia intenă a unui sistem termodinamic U este o mărime fizicăscalară de stare a unui sistem termodinamic. Particulele constituente ale unei substanţe se află ntr-o continuă mişcare de agitaţie termică. La un moment dat, fiecare particulă posedă o emergie cinetică dată de natura particulei şi de conjunctura n care se află cu particulele vecine.
Căldura Q este o mărime fizică scalară de proces care măsoară transferul de energie prin contact termic ntre sistemele termodinamice n procesele care au loc ntre acestea. Căldura se măsoară, n S.I., n jouli (J), ca şi energia. Caloria este unitatea de măsură tolerată n tehnică: 1 cal = 4,18 J (echivalentul caloriei n jouli).
6.    Contacte ntre sisteme termodinamice
Contactul ntre un sistem termodinamic şi un alt sistem din mediul exterior lui se realizează atunci cnd sistemul dat nu mai e izolat de mediul exterior, avnd loc interacţiuni cu calălalt sistem.
Contactul dintre cele două sisteme poate fi:
•    Contact mecanic, atunci cnd schimbul de energie dintre sisteme se face prin lucrul mecanic realizat de forţele efectuate de unl dintre sisteme asupra celuilalt;
•    Contact termic, atunci cnd schibul de energie dintre sisteme se face exclusiv prin căldură;
•    Contact prin shimb de substanţă ntre cele două sisteme.
7.    Proces termodinamic
Termodinamica studiază sistemele termodinamice care scimbă enrgie cu exteriorul sub formă de căldură şi de lucru mecanic.
Procesul termodinamic se defineşte ca fiind un sistem termodinamic dintr-o stare de echilibru n altă stare de echilibru. Procesul termodinamic mai poartă şi numele de transformare de stare.
Clasificarea proceselor termodinamice din punct de vedere al evoluţiei paramatrilor de stare ai sistemului
•    Procesele cvasistatice se desfăşoară lent, parametrii de stare corespuzător stărilor intermediare pot fi determinaţi.
•    Procesele nestatice se desfăşoară rapid, dintr-o stare iniţială de echilibru ntr-o stare finală de achilibru. Parametrii stărilor intermediare nu se pot determina şi reprezenta grafic, deoarece nu sunt stări de echilibru.

1 Clasificarea proceselor termodinamice din punct de vedere al posibilităţii evoluţiei procesului termodinamic dintr-o stare n alta şi invers(n ambele sensuri)
•    Procese reversibile sunt acele procese n care evoluţia poate fi n ambele sensuri, iar stările intemediare de echilibru sunt aceleaşi n ambele sensuri ale evoluţiei.
•    Procese ireversibile sunt acele procese n care cel puţin una dintre condiţiile de definiţie ale proceselor reversibile nu este ndeplinită.

Clasificarea proceselor termodinamice din punct de vedere al relaţiei dintre starea finală şi cea iniţială
•    Procesele ciclice sunt acele procese n care starea finală coincide cu starea iniţială.
•    Procesele neciclice sunt acele procese n care starea finală nu coincide cu starea iniţială.




8.    Echilibrul termic, principiul zero al termodinamici, noţiunea de temperatură, termometrie

Starea de ncălzire a uni sistem termodinamic format din molecule depinde de mişcarea dezordonată de agitaţie a moleculelor sale (existenţa acestei stări poate fi pusă n evidenţă cu ajutorul simţurilor umane, dar nu pote fi măsurată şi cuantificată de acesta).
Agitaţia termică reprezintă mişcarea permanentă şi dezordonată a moleculelor unui sistem termodinamic n toate direcţiile şi determină starea de ncălzire a sistemului.
Difuzia este fenomenul care constă n pătrunderea moleculelor unei substanţe printre cele ale altei substanţe. Fenomenul de difuzie este foarte pregnant n cazul punerii n contact a două gaze, dar ntr-o mai mică măsură la punerea n contact a două lidhide. Difuzia se produce mai repede la ncălzirea sistemelor ale căror particule difuzează. Moleculele sau ionii din orice substanţă aflată ntr-una din stările de agregare cunoscute sunt n permanenţă n mişcare, care depinde de starea de agregare şi de starea de ncălzire.
Echilibrul termic. Realiznd un contact termic ntre două corpuri (unl cald şi altul rece), fără schimb de energie prin efectuare de lucru mecanic sau schimb de substanţă ntre ele, acestea ajung spontan şi ireversibil, după un interval de timp, conform postulatului fundamental al termodinamicii, să aibă aceeaşi stare de ncălzire. n această situaţie, corpurile nu mai schimbă ntre ele energie sub formă de căldură şi se spune că se află n echilibru termic.
Principiul zero al termodinamicii
Două sisteme termodinamice, fiecare aflat n echilibru termic cu al treilea, sunt şi ele n echilibru termic. Acest principiu, determinat pe cale experimentală, se numeşte şi principiul tranzitivităţii echilibrului termic.
Temperatura empirică. Unei anumite stări de călzire a unui sistem termodinamic i se pune n corespondenţă un parametru numit temperatura empirică a sistemului. Pentru un sitem dat, temperatura este un parametru termodinamic intern de tip intensv, avnd valori egale pentru stările de echilibru termodinamic care sunt ntre ele n echilibru termic şi valori diferite pentru stările de echilibru termodinamic care nu sunt n relaţie de echilibru termic.
Scări de temperatură. Temperatura empirică este cuantificată printr-o mărime unitară numită grad şi prin definirea convenţională n grade a unor scări de temperatură. Măsurarea temperaturii, conform unei scări definite, se realizează cu anumite dispozitive denumite termometre.
•    Scara Celsius cuantificată n grade Celsius (C) este o scară centigradă convenţională şi are ca temperaturi de referinţă, prin convenţie, valoarea 0C, corespunzător situaţiei cnd gheaţa pură se topeşte la presiune normală, şi 100C, corespunzător situaţiei cnd apa pură fierbe la presiune nomală.
•    Scara Kelvin, adoptată n S.I., are fixat punctul zero al scalei la temperatura   -273,15C. Temperatura absolută, egală cu zero (T0=0K), corespunde stării materiei n care ar nceta mişcarea de agitaţie, termică a moleculelor. Unitatea de temperatură adică Kelvin-ul, are aceeaşi mărime ca şi gradul de pe scara Celsius: 1K=1C                 TK=0C+273,15
•    Scara Fahrenheit fixează aceleaşi stări de referinţă ca şi scara Celsius, dar le atribuie alte  valori: 32F, corespunzător situaţiei cnd gheaţa pură se topeşte la presiune normală, şi 212F, corespunzător situaţiei cnd apa pură fierbe la presiune nomală.    tF=32+1,8t(C)
Tipuri de termometre
•    Termometrul clasic cu coloană de lichid este realizat dintr-un corp termometric n care se află mercur, toluen sau alcool, continuat de un tub capilar gradat după o scară de temperatură. Lungimea coloanei de lichid creşte linear cu temperatura prin fenomenul de dilatare a lichidului. Notnd cu l0 lugimea coloanei de lichid la 0C şi cu α coeficientul de dilatare a lichidului, lungimea l a coloanei de lichid la temperatura t se calculează cu formula:  .
•    Termometrul metalic utilizează o lamă bimetalică formată formată din două lame avnd aceeaşi formă geometrică, solidare ntre ele şi confecţionate din două metale diferite şi care se dilată diferit la ncălzire. Acesta produce curbarea lamei n funcţie de temperatura la care se află dispozitivul, tradusă in mişcarea unui ac indicator n faţa unei scale gradate.
•    Termometrul cu termocuplu utilizează variaţia tensiunii electrice, care apare ntre sudurile a două metale diferite, cnd una dintre suduri este la o temperatură mai ridicată dect cealaltă. Acestă tensiune este măsurată de un milivoltmetru, etalonat prin corespondenţă ntr-o scară de temperatură.
•    Termometrl realizat cu dispozitive electronice utilizează sonde cu structuri semiconductoare care-şi modifică rezistenţa electrcă la ncălzire. Variaţia intensităţii curentului care trece prin acestea este măsurat de un miliampermetru care are scara gradată n unităţi de temperatură.
9.    Procese termodinamice pentru gaze
Presiunea p este mărimea fizică scalară numeric egală cu raportul dintre mărimea forţei F, care apasă perpendicular pe o suprafaţă plană a unui mediu fluid, şi aria S a acestei suprafeţe:  .
Unitatea de măsură pentru presiune se numeşte pascal: .
Starea de echilibru pentru gaze este descrisă complet de valorilor: presiunea p, volumul V şi temperatura T. Nu toţi parametrii de stare care descriu diferite proprietăţi ale unui sistem termodinamic au valiri independente. Prin folosirea unor relaţii cunoscute, se poate exprima un parametru de stare n funcţie de alţi parametri independenţi. Expresia matematică care descrie relaţia ntre parametri de stare printr-o funcţie de forma   se numeşte ecuaţia termică de stare a gazului.
Procesele termodinamice care pot apărea n cazul gazelor, considernd m =const., sunt:
•    Proces izoterm, dacă pe tot parcursul desfăşurării procesului, temperatura rămne constantă (T=const.);
•    Proces izocor, dacă pe tot parcursul desfăşurării procesului, volumul rămne constant (V=const.);
•    Proces izobar, dacă pe tot parcursul desfăşurării procesului, presiunea rămne constantă(p=const.);
•    Proces oarecare, dacă pe tot parcursul desfăşurării procesului, nici unul dintre parametri p, V, T nu rămne constant;
•    Proces adiabatic, dacă procesul se desfăşoară fără schimb de căldură cu exteriorul (Q=0).

Referat oferit de www.ReferateOk.ro
Home : Despre Noi : Contact : Parteneri  
Horoscop
Copyright(c) 2008 - 2012 Referate Ok
referate, referat, referate romana, referate istorie, referate franceza, referat romana, referate engleza, fizica