Základní poznatky molekulové fyziky a termodynamiky Flashcards
Z jakých poznátek vychází Kinetická teorie látek
- Látky všech skupenství se skládají z č á s t i c
Částice: atomy, molekuly nebo i o n t y . Mezi nimi jsou
mezery – látky mají nespojitou (diskrétní) strukturu. - Částice se v látkách n e u s t á l e
a n e u s p o ř á d a n ě (chaoticky) pohybují. - Částice na sebe navzájem působí silami, které jsou při malých vzdálenostech. o d p u d i v é a při větších vzdálenostech
p ř i t a ž l i v é .
Tepelný pohyb
Vykonávají posuvný (např. v plynech), otáčivý (např. víceatomové molekuly plynu) nebo kmitavý (např. v krystalech) pohyb.
Nazývá se t e p e l n ý pohyb. Při vyšší teplotě se částice pohybují rychleji. Tepelný pohyb dokazují
např. d i f u z e , t l a k p l y n u nebo B r o w n ů v p o h y b
Co je difuze?
Difuze je samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice d r u h é
l á t k y téhož skupenství. Látky se samovolně promíchávají. Příklady: obarvení vody čajem, šíření vůně v místnosti.
Při vyšší teplotě probíhá difuze r y c h l e j i , protože částice
s e p o h y b u j í rychleji.
Co je tlak plynu?
Tlak plynu je vyvolán nárazy molekul dopadajících na s t ě n y
n á d o b y . Tlak plynu roste s teplotou (protože se molekuly pohybují rychleji).
Co je Brownův pohyb?
Brownův pohyb (poprvé pozorován skotským botanikem Robertem Brownem) je náhodný trhavý pohyb malých částeček (B r o w n o v a částice) v tekutině, např. pylových zrnek ve vodě, tukových částeček v mléce, kouřových částic ve vzduchu. Pohyb je způsoben narážením molekul tekutiny do Brownovy částice. Při vyšší teplotě je pohyb r y c h l e j š í .
Důkazy odpudivých a přitažlivých sil
Důkaz odpudivých sil: např. malá stlačitelnost kapalin.
Důkaz přitažlivých sil: soudržnost (mezi částicemi téže látky),
přilnavost (mezi částicemi různých látek)
Co je vazebná energie?
V důsledku silového působení mezi částicemi má soustava částic vnitřní
p o t e n c i á l n í e n e r g i i ; ta se pro rovnovážnou polohu částic
nazývá v a z e b n á e n e r g i e. Je rovna práci, kterou by bylo třeba
vykonat působením vnějších sil, aby došlo k rozrušení vazby mezi částicemi.
Termodynamická soustava
Zkoumané těleso nebo skupinu těles oddělené od
okolí nazveme t e r m o d y n a m i c k o u
s o u s t a v o u (např. plyn ve válci s pístem,
voda a její pára v baňce, sklenice s vodou a ledem).
Jaké veličiny charakterizují soustavu?
Stav soustavy charakterizují s t a v o v é v e l i č i n y (V, m, E, T, p, 𝜚 aj.).
Typy termadynamických soustav
I z o l o v a n á s o u s t a v a – se svým okolím nevyměňuje ani částice,
ani energii; např. termoska.
A d i a b a t i c k y i z o l o v a n á s o u s t a v a – nedochází
k tepelné výměně s okolím.
Rovnovážný stav soustavy
Stavové veličiny jsou konstantní, neprobíhají
změny skupenství, chemické ani jaderné reakce a soustava je v mechanické
rovnováze. Ustanou všechny m a k r o s k o p i c k é procesy, na soustavě
nepozorujeme žádné změny. M i k r o s k o p i c k é děje probíhají
neustále (např. pohyb částic, jejich srážky).
Příklad: horký čaj, vhodíme do něho kostku cukru ⇢ po určité době má čaj
teplotu okolí a je sladký v celém objemu – dál už se nic neděje (pokud se nezmění
vnější podmínky).
Rovnovážný stav soustavy je stav s největší pravděpodobností výskytu
Měření teploty
vhodné srovnávací těleso – teploměr – uvedeme do vzájemného
dotyku s tělesem neznámé teploty a počkáme na ustanovení
r o v n o v á h y – pak má teploměr stejnou teplotu jako těleso.
Celsiova teplotní stupnice
Celsiova teplota t, [𝑡] = ℃ (Celsiův stupeň)
- 0 ℃ … rovnovážný stav vody a l e d u za normálního
tlaku (𝑝n = 101 325 Pa)
- 100 ℃ … rovnovážný stav vody a její syté p á r y za
normálního tlaku
Mezi těmito teplotami je stupnice rozdělena na 100 stejných
dílků, 1 dí lek ≙ 1 ℃
Termodynamická teplota
Termodynamická teplota se měří v kelvinech (K) a je definována jako fyzikální stavová veličina rostoucí s vnitřní energií systému. Pro měření termodynamické teploty se využívají různé typy teploměrů, jako jsou teploměry kapalinové (rtuťové, lihové), plynové, bimetalové, elektrické (termoelektrické, odporové) nebo radiační (pyrometry).
