Σωκράτης Τουμπεκτσής users.sch.gr/stoumpektsis Θερμοδυναμική Σωκράτης Τουμπεκτσής users.sch.gr/stoumpektsis

ΥΛΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Θεμελιώδεις Αρχές και Ορισμοί Θερμοκρασία και Θερμότητα Θερμικές ιδιότητες της ύλης Πρώτο θερμοδυναμικό αξίωμα Δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα

Θεμελιώδεις Αρχές και Ορισμοί

Σύστημα Θερμοδυναμικό σύστημα είναι ένα σύστημα που μπορεί να αλληλεπιδρά (και να ανταλλάσσει ενέργεια) με το περιβάλλον του κατά δύο τουλάχιστον τρόπους ένας εκ των οποίων είναι η διάδοση θερμότητας Κλειστό – όρια αδιαπέραστα από την ύλη Ανοικτό – όρια διαπερατά από την ύλη

Σύστημα και Καταστατικά Μεγέθη Κλειστό όρια αδιαπέραστα από την ύλη Ανοικτό όρια διαπερατά από την ύλη Όγκος (V), πίεση (p), θερμοκρασία (Τ), μάζα (m) πίεση (p), θερμοκρασία (Τ), ροή μάζας

Εντατικά και Εκτατικά Μεγέθη Εκτατικά Μεγέθη που οι τιμές προκύπτουν ως άθροισμα των επιμέρους συστημάτων π.χ. όγκος, μάζα Εντατικά Μεγέθη που οι τιμές παραμένουν οι ίδιες σε όλα τα επιμέρους συστήματα π.χ. πίεση, θερμοκρασία Ειδικά Καταστατικά Μεγέθη Ειδικός όγκος είναι ο λόγος του όγκου προς τη μάζα: Ερώτηση: Τα ειδικά μεγέθη είναι εντατικά ή εκτατικά;

Θερμοκρασία και Θερμότητα

Θερμοκρασία και Θερμική Ισορροπία Θερμοκρασία είναι το μέτρο του ζεστού ή του κρύου ως προς κάποια κλίμακα Θερμική ισορροπία Δύο συστήματα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία, αν και μόνο αν, έχουν την ίδια θερμοκρασία

Θερμοκρασία και Κλίμακες Θερμοκρασίας Anders Celsius 1701-1744 Daniel Fahrenheit 1686 -1736

Θερμοκρασία και Κλίμακες Θερμοκρασίας Baron Kelvin 1824-1907 Sir William Thomson

Ποσότητα Θερμότητας Η μεταφορά ενέργειας που πραγματοποιείται απλά και μόνο επειδή υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας, ονομάζεται ροή θερμότητας ή διάδοση θερμότητας. Η ενέργεια που μεταφέρεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται θερμότητα. Q Θερμότητα Τ Θερμοκρασία Ε Ενέργεια W Έργο

Δεν έχει νόημα να λέμε «η ποσότητα θερμότητας στο σώμα» Ποσότητα Θερμότητας Η θερμότητα αντιστοιχεί πάντοτε σε μεταφορά ενέργειας λόγω διαφοράς θερμοκρασίας. Δεν έχει νόημα να λέμε «η ποσότητα θερμότητας στο σώμα» Υπό τη θερμοδυναμική έννοια, η θερμότητα υπάρχει μόνο ως «ενέργεια σε μεταφορά». Αυτό σημαίνει ότι η θερμότητα υπάρχει κατά τη διάρκεια της ενεργειακής μεταφοράς από ένα σώμα σε άλλο ή μεταξύ ενός μελετούμενου συστήματος και του περιβάλλοντός του. Δεν μπορεί ποτέ να θεωρηθεί ότι αποθηκεύεται σε ένα σώμα. 

Ειδική θερμοχωρητικότητα Q = m∙c∙ΔΤ

Θερμιδομετρία σημαίνει μέτρηση θερμότητας Σε ένα υλικό προσφέρω ποσό θερμότητας και η θερμοκρασία του δεν αλλάζει. Μπορεί να συμβεί; Στερεό, Υγρό, Αέριο Φάση Αλλαγή φάσης ή μετατροπή φάσης Ισορροπία φάσεων

Μηχανισμοί διάδοσης θερμότητας Τρεις είναι οι τρόποι με τους οποίους διαδίδεται η θερμική ενέργεια στη φύση: μεταφορά (convection) είναι η διάδοση μέσω κίνησης μάζας, αγωγιμότητα (conduction) είναι η διάδοση της θερμικής ενέργειας μέσω της κίνησης των μορίων ενός σώματος και   ακτινοβολία (radiation) είναι η διάδοση ενέργειας με ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Μηχανισμοί διάδοσης θερμότητας αγωγή μεταφορά ? ? ακτινοβολία ? Αγωγή, Ακτινοβολία, Μεταφορά

Μηχανισμοί διάδοσης θερμότητας Ενδοδαπέδια θέρμανση

Μηχανισμοί διάδοσης θερμότητας Ενδοδαπέδια θέρμανση

Θερμικές ιδιότητες της ύλης

Καταστατική εξίσωση αερίων Πίεση (p), όγκος (V), θερμοκρασία (T) και ποσότητα ύλης (m ή n mol) Μονάδες μέτρησης στο S.I και στο Τ.Σ. (Τεχνικό Σύστημα) p: 1Ν/m2 / atm V: 1m3 / L T: 1K / K Καταστατική εξίσωση αερίων p∙V=n·R·T (R=8.314 J/mοl·K = 0.082 L·atm/mol·K)

Νόμοι αερίων Boyle 1627-1691 Charles 1746-1823 Gay Lussac 1778-1850

Νόμοι αερίων, Ισόχωρη μεταβολή Ο όγκος παραμένει σταθερός, V=σταθερός Charles 1746-1823

Νόμοι αερίων, Ισοβαρής μεταβολή Η πίεση παραμένει σταθερή, p =σταθερή Gay Lussac 1778-1850

Νόμοι αερίων, Ισοβαρής μεταβολή Gay Lussac 1778-1850

Νόμοι αερίων, Ισόθερμη μεταβολή Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, Τ =σταθερή Boyle 1627-1691

Νόμοι αερίων, Ισόθερμη μεταβολή Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, Τ =σταθερή Boyle 1627-1691

Συνδυαστικός νόμος αερίων pA Αρχική πίεση pB Τελική πίεση VA Αρχικός όγκος VA Τελικός όγκος ΤΑ Αρχική θερμοκρασία ΤΒ Τελική θερμοκρασία

Και λίγη ….προπόνηση στα διαγράμματα Ποιο διάγραμμα δείχνει ισοβαρή και πιο ισόθερμη μεταβολή;

Και λίγη ….προπόνηση στα διαγράμματα Τι μεταβολές παριστάνουν οι ΑΒ, ΒΓ, ΓΔ και ΔΑ

Σας ευχαριστώ