|
ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 3:35 μ.μ. | | | | | Best Blogger Tips

ΙΣΟΧΩΡΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

ΙΣΟΧΩΡΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

ΙΣΟΧΩΡΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ
ΟΡΙΣΜΟΣ ΙΣΟΧΩΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

 Ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή ονομάζεται η μεταβολή μιας ποσότητας ιδανικού αερίου,κατά την οποία ο όγκος του αερίου διατηρείται σταθερός.
Ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή ονομάζεται η μεταβολή μιας ποσότητας ιδανικού αερίου,κατά την οποία ο όγκος του αερίου διατηρείται σταθερός
 Μια τέτοια μεταβολή,από την αρχική κατάσταση ισορροπίας Α(pA,VA,TA) στη τελική κατάσταση ισορροπίας B(pB,VB,TB) με VΑ=VΒ εικονίζεται στο παραπάνω σχήμα.
Η ισόχωρη μεταβολή παριστάνεται στο διάγραμμα P-V με ένα ευθύγραμμο τμήμα κάθετο στον άξονα των όγκων
 Η ισόχωρη μεταβολή παριστάνεται στο διάγραμμα P-V με ένα ευθύγραμμο τμήμα κάθετο στον άξονα των όγκων και έχει αναλυτικό τύπο V=σταθ.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΙΣΟΧΩΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

 Η διάταξη για την πειραματική μελέτη της ισόχωρης μεταβολής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Η διάταξη για την πειραματική μελέτη της ισόχωρης μεταβολής
 Τα τοιχώματα του δοχείου είναι ανένδοτα και η διαστολή του θεωρείται αμελητέα.
Τα τοιχώματα του δοχείου είναι ανένδοτα και η διαστολή του θεωρείται αμελητέα
  Ο νόμος της ισόχωρης μεταβολής είναι ο γνωστός νόμος του Charles.

ΝΟΜΟΣ ΙΣΟΧΩΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

 Ο νόμος του Charles που διατυπώθηκε το 1787,λέει ότι η πίεση p ενός αερίου,που έχει ορισμένη μάζα και βρίσκεται περιορισμένο σε σταθερό όγκο,μεταβάλλεται ανάλογα με την απόλυτη θερμοκρασία Τ του αερίου.
Ο νόμος της ισόχωρης μεταβολής είναι ο γνωστός νόμος του Charles
 Η πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου του οποίου ο όγκος διατηρείται σταθερός είναι ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου.
 Η αναλογία αυτή περιγράφεται μαθηματικά από την εξίσωση: 

                                                                  P/T=σταθ. για V=σταθ  
 Η γραφική παράσταση της μαθηματικής περιγραφής είναι ευθεία και φαίνεται στο παραπάνω σχήμα και αποδίδει την ισόχωρη μεταβολή στην οποία ο όγκος παραμένει σταθερός.
Η γραφική παράσταση της μαθηματικής περιγραφής του νόμου του Charles είναι ευθεία αποδίδει την ισόχωρη μεταβολή στην οποία ο όγκος παραμένει σταθερός
 Αν η μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου είναι ισόχωρη (V=σταθ.) από την θερμοδυναμική κατάσταση Α(pA,V,TA) στην κατάσταση B(pB,V,TB) τότε ισχύει η σχέση:

                                                                  pA/TA=pB/TB

 Ο νόμος του Charles,όπως και οι άλλοι νόμοι των αερίων,ισχύει επακριβώς για ιδανικά αέρια.Οι νόμοι όμως μπορούν να εφαρμοστούν σαν καλή προσέγγιση και σε πραγματικά αέρια.

Η υψηλότερη θερμοκρασία και η ταχύτητα του κόκκινης σφαίρας σημαίνει ότι καλύπτει περισσότερο όγκο σε μια δεδομένη χρονική στιγμή 
 Αργότερα βρέθηκε πειραματικά ότι ο νόμος δεν ισχύει για θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν.Στις θερμοκρασίες αυτές η συμπεριφορά της ύλης εξηγείται με τη βοήθεια γνώσεων από την κβαντική φυσική.
 Ο νόμος του Charles προκύπτει και από την καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων.

P·V=n·R·T                    ή 

P/T=n·R/V                  ή 

                                                                  P/T=σταθ.

 Η σταθερά C=n·R/V εξαρτάται από τον αριθμό των mol  και από τον όγκο του αερίου.

ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΙΣΟΧΩΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

 Οι γραφικές παραστάσεις της ισόχωρης μεταβολής φαίνονται στα παρακάτω σχήματα:
Η ισόχωρη μεταβολή σε διάγραμμα πίεσης όγκου (p-V)
Η ισόχωρη μεταβολή σε διάγραμμα p-V.Στο διάγραμμα έχουμε τρεις ισόθερμες με Τ123
Η ισόχωρη μεταβολή σε διάγραμμα πίεσης θερμοκρασίας (p-Τ) με VB<VA
ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ 10Υ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΝΟΜΟΥ

 Επειδή τα τοιχώματα του δοχείου είναι ανένδοτα,θα είναι V=σταθ.,δηλαδή ΔV=0 και το παραγόμενο από το αέριο έργο: 

                                                                  W=ΣP·ΔV          ή

                                                                  W=0

 Το παραγόμενο έργο του αερίου είναι μηδέν. Αυτό είναι αναμενόμενο γιατί έργο έχουμε μόνο όταν ο όγκος του αερίου μεταβάλλεται.
Το παραγόμενο έργο του αερίου σε μια ισόχωρη μεταβολή είναι μηδέν
 Η θερμότητα που προσφέρεται στο αέριο δίνεται από την σχέση:

                                                                  Q=n·CV·ΔT

όπου:
n ο αριθμός των mol.
CV η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα υπό σταθερό όγκο.
ΔT η μεταβολή της θερμοκρασίας του αερίου.
 Από τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο προκύπτει

                                                                  Q=ΔU+W        ή     

                                                                  Q=ΔU

 Η σχέση Q=ΔU δηλώνει ότι στην ισόχωρη μεταβολή,όλο το ποσό θερμότητας Q που προσφέρεται στο αέριο αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια.
Στην ισόχωρη μεταβολή,όλο το ποσό θερμότητας Q που προσφέρεται στο αέριο αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια
  Από τις σχέσεις Q=n·CV·ΔT και Q=ΔU προκύπτει ότι:

                                                                  ΔU=n
·CV·ΔT

 Επειδή η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ΔU ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου εξαρτάται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας ΔT του αερίου και όχι από τον τρόπο της μεταβολής,η σχέση ΔU=n
·CV·ΔT είναι γενική και ισχύει για κάθε μεταβολή της θερμοκρασίας ιδανικού αερίου κατά ΔT,ανεξάρτητα από τον τρόπο μεταβολής.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ------------ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π.------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ------------ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 ------------ Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 ------------ Email : sterpellis@gmail.com

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π. ------------------------------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 Email : sterpellis@gmail.com