1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai

Hasonló dokumentumok
Műszaki hőtan I. ellenőrző kérdések

Termodinamikai bevezető

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Légköri termodinamika

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Termodinamika. Belső energia

Termodinamika (Hőtan)

Műszaki termodinamika I. 2. előadás 0. főtétel, 1. főtétel, termodinamikai potenciálok, folyamatok

Hőtan I. főtétele tesztek

A TERMODINAMIKA I. AXIÓMÁJA. Egyszerű rendszerek egyensúlya. Első észrevétel: egyszerű rendszerekről beszélünk.

Műszaki hőtan Bihari, Péter

Termodinamika. 1. rész

A munkavégzés a rendszer és a környezete közötti energiacserének a D hőátadástól eltérő valamennyi más formája.

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK március 6.

Munka- és energiatermelés. Bányai István

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

Műszaki hőtantermodinamika. Műszaki menedzsereknek. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

A kémiai és az elektrokémiai potenciál

Axiomatikus felépítés az axiómák megalapozottságát a felépített elmélet teljesítképessége igazolja majd!

Termodinamika. Tóth Mónika

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Az energia bevezetése az iskolába. Készítette: Rimai Anasztázia

Termokémia. Termokémia Dia 1 /55

2. Energodinamika értelmezése, főtételei, leírási módok

1. Bevezetés. 1.1 A termodinamikai rendszer fogalma, típusai és jellemzése

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK március 20.

Termodinamika. Gázok hőtágulása, gáztörvények. Az anyag gázállapota. Avogadro törvény Hőmérséklet. Tóth Mónika.

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

f = n - F ELTE II. Fizikus 2005/2006 I. félév

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

rendszer: a világ általunk vizsgált, valamilyen fallal (részben) elhatárolt része környezet: a világ rendszert körülvevő része

MŰSZAKI TERMODINAMIKA 1. ÖSSZEGZŐ TANULMÁNYI TELJESÍTMÉNYÉRTÉKELÉS

Digitális tananyag a fizika tanításához

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

Bevezetés és gyakorlati tanácsok Az első lépés minden tudomány elsajátítása felé az, hogy megértjük az alapjait, és megbízható tudást szerzünk

A metabolizmus energetikája

Műszaki termodinamika (G+E) I. 1. előadás Bemutatkozás, a félév menete, állapotjelzők, gáztörvények, nulladik főtétel

Megjegyzések (észrevételek) a szabad energia és a szabad entalpia fogalmához

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI. Termodinamika. Név: Azonosító: Helyszám: Munkaidő: 80 perc I. 50 II. 50 ÖSSZ.: 100. Javította: Képzési kódja:

Az energia. Energia : munkavégző képesség (vagy hőközlő képesség)

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

71. A lineáris és térfogati hőtágulási tényező közötti összefüggés:

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Ideális gáz és reális gázok

Spontaneitás, entrópia

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Termodinamika. Tóth Mónika

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

Mivel foglalkozik a hőtan?

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK március 27.

8. Belső energia, entalpia és entrópia ideális és nem ideális gázoknál

Bevezető megjegyzések

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

MMK Auditori vizsga felkészítő előadás Hő és Áramlástan 2.

A termodinamika törvényei

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Spontaneitás, entrópia

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Ez mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele.

6. Termodinamikai egyensúlyok és a folyamatok iránya

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

Euleri és Lagrange szemlélet, avagy a meteorológia deriváltjai

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

100 o C víz forrása 212 o F 0 o C víz olvadása 32 o F T F = 9/5 T C Példák: 37 o C (láz) = 98,6 o F 40 o C = 40 o F 20 o C = 68 o F

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

Általános Kémia, 2008 tavasz

Termokémia, termodinamika

Fermi Dirac statisztika elemei

Termodinamika. hőtan. termosztatika. termodinamika

Vizsgatémakörök fizikából A vizsga minden esetben két részből áll: Írásbeli feladatsor (70%) Szóbeli felelet (30%)

A termodinamikai rendszer energiája. E = E pot + E kin + U E pot =m g h E kin =½m v². U = U 0 + U trans + U rot + U vibr + U khat + U gerj

4. Jellegzetes állapotváltozások; leírásuk: p-v, T-S, H-S diagramokban

Művelettan 3 fejezete

Anyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

5. előadás

Művelettan 3 fejezete

Hőtan főtételei. (vázlat)

Fizika minta feladatsor

A TételWiki wikiből 1 / 17

Klasszikus zika Termodinamika I.

Schifter Ferenc- Tolvaj Béla ÉPÜLETENERGETIKA. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2011.

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK

Dinamikus modellek felállítása mérnöki alapelvek segítségével

Átírás:

3.1. Ellenőrző kérdések 1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai rendszer? Az anyagi valóság egy, általunk kiválasztott szempont vagy szempontrendszer szerint elhatárolt része. Zárt rendszer: tömeg kölcsönhatás kivételével minden más energia jellegű kölcsönhatás megengedett deformálható, nem leárnyékolható, nem áteresztő, diatermikus fallal rendelkezhet. Nyitott rendszer: Megengedi a tömegkölcsönhatást is. (Termodinamikai egyenleteik is eltérnek) Magára hagyott rendszer: A környezettől minden kölcsönhatással szemben el van szigetelve. 2. Osztályozza a termodinamikai rendszert határoló falakat a tulajdonságai alapján! Merev fal: Minden mechanikai kölcsönhatást meggátol Deformálódó fal: Lehetővé tesz mechanikai kölcsönhatást. Leárnyékoló fal: Lehetetlenné teszi a külső (mágneses, elektromos ) erőterek befolyását. Nem áteresztő vagy félig áteresztő fal: Minden anyag vagy egyes anyagok áthatolását akadályozza meg. Diatermikus fal: Lehetővé teszi a termikus kölcsönhatást. Adiatermikus fal: Megakadályozza a hőhatás formályában keletkező (termikus) kölcsönhatást. 3. Miben különbözik egymástól az adiatermikus és az adiabatikus fal? Adiabatikus fal: Adiatermikus, nem áteresztő, és egyben leárnyékoló fal, csak a mechanikai kölcsönhatást engedi meg. 4. Miből állapítható meg, hogy egy magára hagyott termodinamikai rendszer egyensúlyban van e? A magára hagyott rendszerben egy idő után minden makroszkopikusan érzékelhető folyamat megszűnik, a rendszer nyugalomba kerül. Ez az egyensúly mindaddig fennmarad, amíg a rendszert valamilyen külső hatás nem éri. Termikus egyensúly: A hőmérséklet a rendszer minden pontjában azonos. Mechanikai egyensúly: A nyomás a rendszer minden pontjában azonos. Fázisegyensúly: A fázisok mennyisége és összetétele a rendszeren belül állandó. 5. A termodinamikai rendszer milyen tulajdonságait nevezzük állapotjelzőknek? Makroszkopikus tulajdonságok, a rendszer állapotának egyértelmű (egyértékű) függvényei, csak a rendszer pillanatnyi állapotától függenek és függetlenek a rendszer előző állapotától és az úttól, melyen keresztül a rendszer az adott állapotba jutott, valamint más állapotjelzők egyértelmű

függvényei. (Minden állapotjelző makroszkopikus tulajdonság, de nem minden makroszkopikus tulajdonság állapotjelző.) 6. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek az extenzív állapotjelzők? Soroljon fel néhány extenzív állapotjelzőt! Függ a termodinamikai rendszer kiterjedésétől. Tömeg (m), térfogat (V), belső energia (U), entrópia (S), entalpia (H). 7. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek az intenzív állapotjelzők? Soroljon fel néhány intenzív állapotjelzőt! Nem változnak meg a térfogat változtatásával. Nyomás (p), hőmérséklet (T), kémiai potenciál (φ). 8. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek a tömegre fajlagosított extenzív állapotjelzők? Soroljon fel néhány ilyen állapotjelzőt! Két extenzív állapotjelző hányadosaként képzett állapotjelző. Sűrűség (ρ), fajtérfogat. 9. Hogyan nevezzük az állapotjelzők közötti függvénykapcsolatot? Egyik állapotjelző változtatásával a másik is egyértelműen változik: extenzív állapotjelzők között homogén, elsőrendű függvénykapcsolat áll fenn (Euler tétele: n dx n+1 ), valamely intenzív állapotjelző meghatározható az extenzív állapotjelzők homogén nulladrendű függvényeként ( Euler: dy n i=1 = 0 ). dx i X i 10. Írja fel az ideális gáz termikus állapotegyenletét! p * V=m * R * T ahol: p: a gáz nyomása, V: a gáz térfogata, m: a gáz tömege, R: a speciális gázállandó( R u ), T: a gáz M abszolút hőmérséklete. 11. Milyen mennyiségeket nevezünk termodinamikai anyagjellemzőknek? Fázisjellemző mennyiségek: fajhő, köbös hőtágulási együttható, hővezetési tényező, dinamikai viszokzitás 12. Mit értünk a komponens fogalmán? Különböző kémiai tulajdonságokkal rendelkező egyedek, amik a termodinamikai rendszer összetételét meghatározzák. 13. Mit értünk a fázis fogalmán? Nem szükségszerűen összefüggő, ha egy telített oldattal egy kristályfázis érintkezik, az egész halmaz egyetlen fázisnak számít mindaddig, amíg egyféle kristály van jelen. Homogén fázis: a termodinamikai rendszerben nincsenek makroszkopikus elválasztó felületek, és amelyeken belül az intenzív i=1 dx i X i

állapotjelzők értéke minden pontban azonos. Inhomogén rendszer: csak egyetlen fázisból áll. Heterogén rendszer: a rendszer belsejében makroszkopikus határfelületek választanak el egymástól homogén részrendszereket, amelyek sajátosságai eltérőek egymástól. 14. Mikor tekinthető egy állapotváltozás kvázistatikusnak? Amikor a kezdőállapotból egyensúlyi állapotok sorozata vezet a végpontba. Gyakorlatban a végtelen lassan lejátszódó folyamatok jó közelítéssel kvázistatikusnak mondhatók. (pl. belsőégésű motorokban lejátszódó folyamat) 15. Mikor tekinthető egy állapotváltozás reverzibilisnek? (megfordítható) Az állapotváltozók megváltozásának iránya nincs korlátozva, tehát az állapotváltozás bármely irányba végbemehet. 16. Mit nevezünk izobár, izochor, izoterm, adiabatikus, ill. politropikus állapotváltozásnak? Izobár: a rendszer nyomását változatlannak tekintjük, izochor: a rendszer térfogatát változatlannak tekintjük, izoterm: a rendszer hőmérsékletét változatlannak tekintjük, adiabatikus: a rendszer minden állapotjelzője változhat, de ezek között meghatározott függvénykapcsolat van, a fal csak mechanikai kölcsönhatást enged meg, politropikus: minden állapotjelző változik, a rendszer és környezet között mind a mechanikai, mind a termikus kölcsönhatás megengedett, de a két kölcsönhatás között meghatározott függvénykapcsolat van. 17. Mi a munka, és mi a hő? Munka: A rendszer határfelületén fellépő energiatranszport-mennyiség, melyet a kölcsönhatáshoz tartozó és a hőmérséklettől különböző intenzív állapotjelzők inhomogenitása hoz létre. Az erőhatás és az erőhatás miatt bekövetkező elmozdulás szorzata: dw=-f * ds. Nem állapotjelző, de egy intenzív állapotjelző és egy extenzív mennyiség megváltozásának szorzata. Hő: A rendszer határfelületén fellépő, tömeg-kölcsönhatás nélküli energiatranszport-mennyiség, melyet a hőmérséklet-eloszlás inhomogenitása indukál. 18. Definiálja az entrópiát! Minden rendszernek van két olyan állapotfüggvénye: S és T (ahol T csak a ʋ empirikus hőmérséklet függvénye), melyek segítségével a rendszer bármilyen kicsiny kvázistatikus és reverzibilis állapotváltozása esetén a felvett hőmennyiség δq=tds alakban fejezhető ki. Az S állapotfüggvényt entrópiának, a T-t pedig abszolút termodinamikai hőmérsékletnek nevezzük. Az entrópia termikus kölcsönhatáshoz tartozó extenzív paraméter. 19. Definiálja az áttolási (eltolási) munkát!

20. Szemléltesse p v diagramon egy egyensúlyi állapotváltozás fizikai (térfogat-változási) munkáját! Hogyan számítható ez a nyomás és a térfogat közötti összefüggés ismeretében? Zárt rendszerben: V 2 V 1 pdv 21. Mit nevezünk hőkapacitásnak, ill. fajlagos hőkapacitásnak (fajhőnek)? Hőkapacitás: Az a hőmennyiség, amit a rendszer hőmérsékletének egységnyivel való növelésekor felvesz. δq dt Fajlagos hőkapacitás: A hőkapacitás tömegegységre fajlagosított értéke. δq=c x dt+l x dx 22. Mit mond ki a termodinamika nulladik főtétele? A magára hagyott (minden kölcsönhatással szemben tökéletesen szigetelt) termodinamikai rendszer akkor van egyensúlyban, ha benne semmilyen makroszkopikus változás nem észlelhető, ebben az esetben az intenzív állapotjelzők a rendszeren belül homogén eloszlásúak. Ha két vagy több egyensúlyban lévő termodinamikai rendszer egymással kölcsönhatásban van, vagyis nincsenek egymástól minden kölcsönhatással szemben elszigetelve, akkor a vizsgált rendszernek annyi olyan, minden rendszerben azonos értékű intenzív tulajdonsága van, mint ahány kölcsönhatással szemben a határoló falak átjárhatók. 23. Mit jelent az egyensúly szimmetriája? Az A rendszer egyensúlyban van a B rendszerrel, akkor a B rendszer is egyensúlyban van az A rendszerrel. 24. Mit jelent az egyensúly tranzitivitása? Ha az A rendszer egyensúlyban van a B rendszerrel, B pedig a C rendszerrel, akkor az A rendszer egyensúlyban van a C rendszerrel.

25. Mi a hőmérséklet? Empirikus intenzitásparaméter, a termikus kölcsönhatás intenzív állapotjelzője, az anyagi részecskék mozgási energiájából adódik. 26. Mérhető-e közvetlenül a hőmérséklet? Nem mérhető közvetlenül, mérésére alkalmas minden olyan anyagtulajdonság, amely egyértelmű függvénye a hőmérsékletnek: 27. Milyen fizikai tulajdonságok alkalmasak hőmérsékleti skála definiálására? V,p,L,R,U 28. Definiálja a KELVIN-skálát! A II.Főtétel és az ideális gázok tulajdonságai alapján vezethető be, mint az empirikus hőmérséklet függvénye. Célja, hogy legjobban megközelítse a termodinamikai hőmérsékletet. Alappont a H 2 O hármaspontjának hőmérséklete (+0,01 C), így az abszolút hőmérsékleti skála T=273,16 p, ahol p 0 a p 0 gáztöltet nyomása a víz hármaspontján. A skálát úgy választjuk meg, hogy T θ=100 C =373,15K legyen következésképpen a víz hármaspontjának hőmérséklete az abszolút termodinamikai skálán. T 0 C =273,16K. 0K az abszolút nulla fok, ahol a részecskék már nem végeznek hőmozgást. 29. Definiálja a CELSIUS-skálát! Egy hőmérsékleti skála a következő rögzített pontokkal: az a hőmérséklet, amelynél standard nyomáson a víz egyensúlyban van a jéggel (0 C), és az a hőmérséklet, ahol a gőz egyensúlyban van a vízzel (100 C). A két hőmérséklet között a skálát 100 egységre osztották. A Celsius skála léptéke megegyezik a Kelvin skáláéval.