základné poznatky molekulovej fyziky
DESCRIPTION
Základné poznatky molekulovej fyziky. Molekulová fyzika. Základom MF je kinetická teória látok . Látky sa skladajú z častíc 2. Častice konajú chaotické neusporiadané pohyby 3. Častice na seba pôsobia príťažlivými a odpudivými silami. 1.Látky sa skladajú z častíc. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Základné poznatky molekulovej fyziky
Základom MF je kinetická teória látok.
1. Látky sa skladajú z častíc2. Častice konajú chaotické neusporiadané
pohyby3. Častice na seba pôsobia príťažlivými a
odpudivými silami
Molekulová fyzika
1.Látky sa skladajú z častícČo potvrdil vynález elektrónového mikroskopu
Molekuly vodíka na povrchu zlata
molekuly vody bez tlaku a pod tlakom
2. Častice konajú chaotické pohyby• Difúzia – samovoľné prenikanie častíc jednej
látky medzi častice druhej látky
• Brownov pohyb
• Tlak plynu
3. Častice na seba pôsobia príťažlivými a odpudivými silami
Príťažlivé a odpudivé sily závisia od vzdialenosti medzi časticami.
Najväčšie príťažlivé sily pôsobia medzi časticami pevnej látky, najmenšie medzi časticami
plynov.Sily, ktoré viažu atómy v molekule látky
nazývame väzbové sily.
Rozdelenie látok
• Plynné• Kvapalné• Pevné• Plazma
Kvapalná látka
Pevná látka
Plynná látka
Molekuly plynných látok
• Skladajú sa z jedného alebo viacerých atómov• Majú veľkú kinetickú energiu Ek• Plyny sú rozpínavé a stlačiteľné• Môžu zaujať akýkoľvek priestor• Stredná vzdialenosť molekúl je rádovo 3nm• Ek>Ep
• Pohybujú sa vo všetkých smeroch• Zmena smeru a veľkosti nastáva v dôsledku zrážky
molekúl
Molekuly pevných látok• Príťažlivé sily sú veľmi veľké• Častice kmitajú okolo rovnovážnych polôh• Ep>Ek
• Stredná vzdialenosť je rádovo 0,2nm• Sú zložené z častíc s pravidelným
usporiadaním• Tvoria kryštalickú štruktúru, niektoré ju však
nemajú, napr: sklo, vosk ( pevné látky = kryštalické + amorfné )
Molekuly kvapalných látok
• Príťažlivé sily sú veľmi veľké
• Konajú kmitavý pohyb okolo rovnovážnych polôh, ale vplyvom vonkajších síl a zvyšovaním teploty je možné usmerniť ich pohyb
• Ep = Ek
• Stredná vzdialenosť je rádovo 0,2nm• Častice sa vyznačujú istou usporiadanosťou
na krátku vzdialenosť
Plazma • Látka skladajúca sa z rôznych častíc s nábojom• Je navonok neutrálna• Pri vysokých teplotách môže byť zložená len z
voľných jadier a elektrónov • Podoby: oheň, blesk, polárna žiara
Rovnovážny stav termodynamickej sústavy
• Teleso alebo skupina telies, ktorých stav skúmame je termodynamická sústava
• Veličiny, ktoré určujú jej stav sú stavové veličiny (objem V, teplota T, tlak p,...)
Izolovaná sústava
• Je sústava, v ktorej neprebieha výmena energie s okolím a jej chemické zloženie a hmotnosť zostávajú konštantné
• Kalorimeter c1.m1.(t1-t) = c2.m2.(t2-t)
Popis fyzikálnych veličín v kalorimetrickej rovnici :
c1,2 - merné tepelné kapacity látok 1,2 m1,2 - hmotnosti látok 1,2
t1,2 – pôvodná teplota látok1,2 t - výsledná teplota rovnovážneho stavu
TeploTeplo? ?Aký je rozdiel medzi teplom a teplotou?Od čoho závisí teplo Q odovzdané alebo prijaté?
POJEMTEPLO
V bežnom živote( teplote vzduchu)
TEPLO=ENERGIA, ODOVZDANÁ TEPLEJŠÍM TELESOM CHLADNEJŠIEMU
Teplo sa rovná energii, ktorú pri tepelnej výmeneodovzdá teplejšie teleso chladnejšiemu. Teplo prijaté telesom s určitou hmotnosťou pri tepelnejvýmene je priamo úmerné zvýšeniu teploty a
hmotnosti telesa: Q ~ m. (t – t0)
Zohrievanie vody v kadičke
m1
varič
m2
varič
0
20
40
60
80
0 Q 2Q 3Q 4Q 5Q
m=250g m=500g
m1= 250gt01= 200C––––––––-Q = ?
m2 = 500g t01 = 200C–––––––––Q = ?
Q ~ ( t2-t0) Q ~ m
Q ~ m . ( t – t0)
t / 0C
Teplo – fyzikálna veličina; značka – QJednotka–1 joule ( 1J )
Vo fyzike
Odovzdáva teplo
Prijíma teplo
Horúci čaj + lyžička
Zmena vnútornej energie telesapri tepelnej výmene.
Horúci čaj, pohár, lyžička
Kahan a valec
Kovová a sklenená tyč
Tepelný vodič
Tepelný izolant
prijíma
odovzdáva
časť Ek
Zmena vnútornej energie telesa môže nastať tepelnou výmenou: pri styku dvoch telies s rôznymi teplotami. Tepelná výmena vedením nastáva v telese, ktorého dve časti majúrôzne teploty. V tepelných vodičoch prebieha tepelná výmena vedením rýchlo, v tepelných izolantoch pomaly
vnútornej energie
zväčšenie
zmenšenievyrovnanie
800C
200C
Odovzdáva Ek
Tepelná výmena(opíš)
Merná tepelná kapacita.
mglmv
varič
Zohrievanie rôznych kvapalín
mg l= mv
t0gl = t0v
tgl > tv
Voda
glyc
erol
QQ1 2.Q1 3.Q1
30
3840
50 56
74
t/ 0C..
.pri
jím
a r
ov
na
ké
te
plo
,ic
h t
ep
lota
sa
zv
ýš
ila
rô
zne
.
Merná tepelná kapacita• vlastnosť látok• označenie : c• jednotka : 1 joule na kilogram a Celziov stupeň• značka jednotky:
m = 3 kgt = 5 °CQ = ?––––––––
Q = c . m . ( t – t 0 )
Q = 4200 . 3 . 5 J
Q = 63 000 J = 63 kJ
Voda prijme teplo 63 kJ.
Teleso s hmotnosťou m : a) prijme pri zvýšení teploty o ( t – t0) teplo Q = c. m. ( t – t0), ak t > t0
b) odovzdá pri znížení teploty o ( t0 – t ) teplo Q = c. m. ( t0 –t), ak t0>t– kde c merná tepelná kapacita látky.– rovnice platia ak nenastane zmena skupenstva látky
.Ckg
J
cvody = 4180
.Ckg
J
Pokusné určenie tepla prijatého alebo odovzdaného telesom pri tepelnej výmene
? Čo potrebujeme na určenie tepla ? ( Q )• váhy (m)• teplomer (t)• tabuľky (c)• zmiešavací kalorimeter Q
= c
. m
. (
t –
t 0
)
Horúca voda
vzd
uch
tepelný izolant
chla
dn
é
ho
rúce
miešačka
teplomer
Horúca voda a kalorimeter oceľ
900C
m = O,2 kgt0 = 15 0Ct = 80 0Cc = 0,46 kJ/kg 0C––––––––––––––-Q = ? kJ
Q = c . m . ( t – t 0 )Q = O,46 . 0,2 . 65 kJQ = 5,98 kJ
Oceľové teleso prijalo teplo asi 6 kJ.
Do 1,1 kg vody 20 0C ponoríme 1,8 kg oceľ. teleso teploty 100 0C ...
m1 = 1,1 kgm2 = 1,8 kgt1 = 200Ct2 = 100 0Ct3 = 32 0C––––––––––a) Qv = ? Jb) Qt = ? J
a) Qv = cv . m1 .( t3 –t1)Qv = 4,2 . 1,1 .12 kJQv = 55 kJ
b)Qt = ct . m2 . (t2 – t3)Qt = O,46 . 1,8 . 68 kJQt = 56 kJ
Voda prijala teplo 55 kJ. Teleso odovzdalo teplo 56 kJ.
.... rozdiel spôsobený nedokonalosťou kalorimetra
Druhy teplotných stupníc
Celziova t stupnica°C – stupeň Celzia
Bod varu vody - 100°CBod topenia ľadu - 0°C
•
Thomsonova termodynamická teplotná stupnica
K - KelvinTrójny bod vody - sústava: ľad – voda – nasýtená para
Tr = 273,16K