Struktura a vlastnosti plynů 8

Question 1

vlastnosti reálného a ideálního plynu

Answer 1

reálný plyn - nedodržuje ideální plynová zákon (pV = nRT) za všech podmínek. Liší se při vysokých a nízkých tlacích. (Van Der Waalsova rovnice) - popisuje reálný plyn

Ideální plyn
- platí plynový zákon (pV = nRT)
- modelová soustava
- vysoký počet částic, zanedbatelné rozměry
- mimo vzájemné srážky na sebe nepůsobí
- při srážkách se chovají dokonale pružně (částice)
- vnitřní energie je rovna součtu kinetických energií jednotlivých molekul, které konají neuspořádaný tepelný pohyb
- vnitřní energie ideálního plynu závisí při stálém počtu částic jen na jeho teplotě a nezávisí na objemu plynu

Question 2

rozdělení molekul plynu podle rychlostí, střední kvadratická rychlost

Answer 2

• rychlost je často používaná k popisu rychlosti molekul v plynech, protože je spojena s kinetickou energií molekul a teplotou plynu.

Question 3

teplota a tlak plynu z pohledu molekulové fyziky

Answer 3

Teplota plynu je mírou střední kinetické energie molekul, které se neustále pohybují; vyšší teplota znamená rychlejší pohyb molekul. Tlak plynu vzniká srážkami těchto molekul se stěnami nádoby, přičemž intenzita tlaku závisí na počtu molekul, jejich rychlosti a hmotnosti.

Question 4

stavová rovnice pro ideální plyn

Answer 4

izotermický děj - T se nemění => pV = konst.
izobarický děj - p se nemění => V/T = konst.
izochorický děj - V se nemění => p/T = konst.
adiabatický děj (Poissonův zákon) - nedochází k výměně tepla mezi systémem a jeho okolím. Veškeré změny vnitřní energie systému jsou způsobeny pouze prací, kterou systém vykoná, nebo která je na systému vykonána.

Question 5

děje s ideálním plynem (zákony, diagramy)

Answer 5

Izotermický děj
- zůstavá konst. teplota. mění se tlak a objem plynu, ale teplota zůstává stejná
- graf: izoterma
- Výměna teplat: plyn vyměňuje teplo s okolím, aby kompenzoval práci vykonanou při změně objemu. množství tepla dodaného = vykonané práci. Nedochází ke změně vnitřní energie

Izobarický děj
- tlak zůstává konst. . Mění objem a teplota cyklu.
- graf: Izobara
- výměna tepla: plyn příjímá nebo odevzdává tpelo, aby se změnila jeho teplota a objem.

Izochorický děj
- objem konsatní, mění se tlak a teplota
- graf: Izochora
- výměna tepla: během izochorického děje vešekeré teplo Q dodané systému vede ke změně vnitřní energie plynu, protože nedochází k vykonaní práce.

Adiabatický děj
- nedochází k výměně tepla mezi systémem a okolím
- systém je termálně izolován
-příklady v praxi: stlačování vzduchu v moteoru (diesel), rychlé rozpínání plynu

Question 6

plyn při nízkém a vysokém tlaku

Answer 6

Při nízkém tlaku jsou molekuly plynu od sebe vzdálenější, jejich srážky jsou méně časté a plyn se chová téměř ideálně podle stavové rovnice. Při vysokém tlaku jsou molekuly blíže u sebe, vzájemné interakce a velikost molekul se stávají významnými, což způsobuje odchylky od ideálního chování.

Question 7

práce vykonaná plynem při stálém a proměnném tlaku

Answer 7

Práce vykonaná plynem při stálém tlaku je přímo úměrná změně objemu, zatímco při proměnném tlaku závisí na průběhu změny tlaku s objemem a vypočítá se jako plocha pod křivkou v grafu p-V. Ve všech případech práce závisí na expanzi nebo kompresi plynu vůči okolí.

Question 8

Kruhový děj s ideálním plynem (Carnotův cyklus, účinnost kruhového děje)

Answer 8

Carnotův cyklus
- 4 fáze

1. fáze (izotermická expanze)
   - sníží se tlak, zvětší se objem, plyn vykoná práci
   - W0 = Q
2. fáze (adiabatická expanze)
   - sníží se tlak ,vzětší se objem, sníží se teplota, plyn vykoná práci
   - W0 = delta U
3. fáze (izotermická komprese)
   - zvětší se tlak, zmenší se objem, na plynu konaná práce
   - W = Q
4. fáze - adiabatická komprese
   - zvýší se tlak, zvětší se objem, zvětší se teplota, na plynu konaná práce

účinnost Carnotova cyklu: koukni na prezentaci
KRUHOVÝ DĚJ
Děj při němž je konečný stav plynu totožný s jeho počátečním stavem
práce plynu při konstantním tlaku
ohřívač= těleso od něhož látka přijme teplo Q1
chladič=těleso kterému látka předá teplo Q2
práce vykonaná při kruhovém ději
W=Q1 - Q2

Question 9

Druhý a třetí termodynamický zákon

Answer 9

2. TERMODYNAMICKÝ ZÁKON
   V izolovaném systému entropie nikdy neklesá, ale roste nebo zůstává konstantní. Tento zákon popisuje tendenci přírodních procesů k růstu neuspořádanosti a ztrátě užitečné energie, což znamená, že všechny přirozené děje směřují k větší entropii (neuspořádanosti).
3. TERMODYNAMICKÝ ZÁKON
   Když teplota systému dosáhne absolutní nuly (0 K), entropie tohoto systému dosáhne minimální hodnoty, která je konstantní pro daný stav. Tento zákon vyjadřuje, že při absolutní nule je systém dokonale uspořádaný a entropie je minimální.

Question 10

tepelné stroje

Answer 10

stoj, který přeměňuje část vnitřní energie pracovní látky (vodní páry, paliva) v energii mechanickou
parní turbína
- spalovací motory (plynová turbína, zážehový motor, vznětový moteor- Dieselový))

Question 11

rozdíl mezi vznětovým a zážehovým motorem (proč co kdy a jak používáme)

Answer 11

vznětový
- Dieselový motor, nemá zapalovací svíčku, palivo se vstříká dovnitřn a pomocí vysokého tlaku a horkého sltačeného vzduchu se samovnítí.
- nafta, vyšší točivý moment při nižších otáčkách, efektivnější, dražší, nákladní vozidla, traktory…

Zážehový motor
- Benzín, má svíčku
- nižší účinnost, rychloejší reakce na akceleraci (sportnovní jízda), tižší, levnější, menší točivý moment