background image

CHEMIA FIZYCZNA

to badanie i poznawanie: 

•  BUDOWY materii,

•  PRZEMIAN jakim materia podlega ,

•  ZJAWISK FIZYCZNYCH towarzyszących 
przemianom. 

CHEMIA FIZYCZNA

 

jest nauką o układach i przemianach CHEMICZNYCH 
wykorzystującą teoretyczne i eksperymentalne 
metody FIZYKI.

Dla opisu układów i zjawisk stosuje się dwie 
wzajemnie uzupełniające się metody :

•    makroskopową fenomenologiczną 
        (np. termodynamika)

•    modelową cząsteczkową 
         (teoretyczne modele struktury materii)

Dr hab. inż. Magdalena Szadkowska – Nicze, prof. PŁ
Instytut Techniki Radiacyjnej PŁ
ul. Wróblewskiego 15 pok.125
Tel.631-31-73

background image

LITERATURA

podstawowa:

1.

Pigoń K., Ruziewicz Z.: Chemia Fizyczna t.1 i 2, PWN, W-

wa 2007

2.

Atkins P.W.: Podstawy Chemii Fizycznej, PWN, W-wa 1999

3.

Atkins P.W.: Chemia Fizyczna, PWN, W-wa 2007

4.

Hawlicka E.: Laboratorium chemii fizycznej, PŁ, Łódź 2006

5.

Światła-Wójcik D.: Podstawy chemii fizycznej – zbiór 

zadań z rozwiązaniami, PŁ, Łódź 2006

6.

Atkins P.W.: Zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, W-wa 

2003

uzupełniająca:

1.

Whittaker A.G., Mount A.R., Heal M.R.: Krótkie wykłady. 

Chemia fizyczna, PWN, W-wa 2006

2.

Atkins P.W.: Przewodnik po chemii fizycznej, PWN, W-wa 

1997

3.

Sugier H.: Laboratorium chemii fizycznej, PŁ, Łódź, 1996.

background image

Podstawowe definicje

UKŁAD

OTOCZENIE

UKŁAD – 

przestrzeń, w której zachodzi rozważany proces 

chemiczny, wraz ze znajdującymi się tam substancjami

OTOCZENIE - 

wszystko to co nie należy do układu

Układ otwarty – 

zachodzi wymiana energii i materii z 

otoczeniem

                                   E≠ const      m≠const

Układ zamknięty – 

może 

wymieniać tylko energię z 
otoczeniem, ilość substancji jest stała

                 E≠const   m=const  

Układ izolowany – 

nie może 

wymieniać ani materii ani energii z 
otoczeniem

E=const      m=const

E

m

Układ jednorodny, 
homogeniczny
 

we wszystkich swoich punktach 

ma jednakowe własności fizyczne i 
chemiczne.

układzie heterogenicznym 

możemy 

wyodrębnić jednorodne części układu ograniczone 
powierzchnią podziału zwane

 fazami.

Układy 

mogą być

 jedno

 lub

 

wieloskładnikowe.
 Składnik  

to substancja, którą można wyodrębnić z 

układu i może ona istnieć niezależnie poza układem.

background image

Parametry stanu układu

- wielkości fizyczne określające jego stan:

   ekstensywne - 

masa (m), objętość (V), 

pojemność     cieplna (C )

•     intensywne – 

temperatura (T), ciśnienie (p), 

lepkość (η), gęstość (ρ), wielkości molowe, stężenie 
(c).

Funkcja stanu układu 
– 

wielkość fizyczna, której wartość zależy wyłącznie od 

stanu, w jakim układ aktualnie się znajduje, a nie od 
drogi, dzięki której ten stan został osiągnięty 
(np.energia).

Funkcja drogi przejścia
  - 

wielkość charakteryzująca proces przechodzenia 

układu z jednego stanu do drugiego (np. praca, ciepło

)

Substancję w stanie gazowym możemy opisać

 

  równaniem stanu gazu doskonałego    pV = nRT
                     

stała gazowa R=8.31J ⋅K

-1 

mol

-1

background image

TERMODYNAMIKA 

 to nauka o 

transformacjach energii.

ENERGIA 

to zdolność ciała do wykonywania

 PRACY

Prawo zachowania energii:
Energia nie może być ani stworzona ani zniszczona

Rodzaje energii ciał:

Energia kinetyczna 
     - energia ruchu ciała

Energia potencjalna – energia wynikająca z położenia 
ciała  

                                   

                                                V = m g h       g = 9,81m/s

2

               
                               energia potencjalna naładowanego 
ciała (q

1

)

                            w  sąsiedztwie (r) innego naładowanego 
ciała (q

2

)

∆E = ∆m∙c

2

     - 

zależność między masą i energią

2

2

mv

E

kin

r

q

q

V

0

2

1

4



Jednostką energii jest 1J (dżul) = 1N ∙m = 1 kg∙m

2

 ∙s

-2

0

 = 8,85 ∙10

-12

 C

∙J

-1 

∙m

-1

przenikalność elektryczna próżni

ENERGIA UKŁADU = 

En.kinetyczna + 

En.potencjalna 

ENERGIA 

WEWNĘTRZNA

background image

Energia wewnętrzna U

jest sumą całkowitej energii kinetycznej i potencjalnej 
wszystkich cząsteczek, atomów, jonów tworzących układ.

Średnia energia kinetyczna pojedynczej cząsteczki
określona na podst. kinetyczno-molekularnego modelu gazu doskonałego 

T

k

B

kin

2

3

Dla 1 mola cząsteczek średnia energia kinetyczna 

RT

T

k

N

N

E

B

A

kin

A

kin

2

3

2

3

Temperatura jest miarą energii kinetycznej cząsteczek

W ujęciu molekularnym  CIEPŁO jest formą przekazywania 
energii, która polega na chaotycznym ruchu 
cząsteczek
. Ruch ten nazywamy ruchem termicznym.

Energia kinetyczna cząsteczek wynika z ich ruchu.

Rodzaje ruchów cząsteczek:

- TRANSLACYJNE

     związane z ruchem postępowym cząsteczki ( 3 stopnie 
swobody)

- ROTACYJNE

     związane z ruchem obrotowym atomów w cząsteczkach 
wieloatomowych
                                     ( 3 stopnie swobody)

- OSCYLACYJNE

     wynikające z drgań atomów ( oscylacji) względem ich położeń 
      równowagi w cząsteczkach wieloatomowych 
                                         ( liczba stopni swobody:
                                                    3n-5 dla cząsteczek liniowych np. 
CO

2

                                                    3n-6 dla cząsteczek nieliniowych 
np. H

2

O)    

Drgania rozciągające (walencyjne) ≡ zmiana dł. wiązań
Drgania deformacyjne ≡ zmiana kątów miedzy wiązaniami

Temperatura wpływa na szybkość ruchów cząsteczek

background image

Energia pojedynczej  

cząsteczki ε

zmienia się skokowo, jest skwantowana czyli 
ograniczona do pewnych wartości zwanych 
poziomami energetycznymi.

ε

0

ε

i

ε

1

ε

2

Prawo rozkładu Boltzmanna 

określa stosunek liczby cząsteczek (n

i

znajdujących się w stanie o energii ε

i

 do 

liczby cząsteczek (n

0

) znajdujących się w 

stanie o energii ε

0

 

T

k

i

B

i

e

n

n

0

Δε

i

Δε

i

= ε

– ε

0

T-temperatura
k

B

=1,35805·10

-23

J/K

stała Boltzmanna

dla 1mola cząsteczek 
(tzn.6,0225·10

23

 )

RT

E

i

i

i

e

g

g

N

N

0

0

ΔE

-  różnica między energią mola cząst. 

na i-tym poziomie energet. a energią mola 
cząst. na najniższym poziomie energet. 

g-degeneracja poziomu energ.

R=k

B

N

A

 – stała gazowa (8,31 J/mol·K)

Na tym samym poziomie energetycznym mogą się 
znajdować cząsteczki w różnych stanach  ( np. 
rotujące w różnych płaszczyznach).
Lliczba stanów w jakich mogą się znajdować cząsteczki 
znajdujące się na tym samym poziomie 
energetycznym określa stopień degeneracji 
poziomu energetycznego.

Im wyższa temperatura tym więcej cząsteczek znajduje się 
na wyższym poziomie energetycznym.

Energia wewnętrzna U 

( suma energii wszystkich 

cząsteczek) 

 jest wielkością ekstensywną

 zależy od temperatury  T↗    U↗

background image

ENERGIA WEWNĘTRZNA U  

funkcja stanu 

układu

1.  ΔU=U

K

 – U

 jest niezależna 

od drogi   przemiany, zależy 
jedynie od stanu 
początkowego i końcowego 
układu.

2. ΔU w cyklu 

zamkniętym( takim, który 
wraca do stanu 
początkowego) jest równa 
zeru. Jeśli całka 
krzywoliniowa po drodze 
zamkniętej ∮ dU=0,  tzn. dU 
jest różniczką zupełną

Jeśli U = f (p,T)  

dp

p

U

dT

T

U

dU

T

p





T

p

U

p

T

U

T

p





dV

V

U

dT

T

U

dU

T

v

V

T

U

Pochodna cząstkowa
 
 to nachylenie krzywej opisującej 
zależność zmiany en.wew. U od 
temperatury przy wybranej 
objętości.

3. Drugie pochodne cząstkowe funkcji stanu
           są sobie równe

Jeśli U = f (V,T)

background image

I  ZASADA 

TERMODYNAMIKI

W układzie izolowanym  wszystkie procesy 
przebiegają tak, aby energia wewnętrzna U 
układu pozostała stała

U=const.              ΔU =0       dU=0

W układzie zamkniętym zmiana energii wewnętrznej 
(ΔU )
 jest równa sumie energii dostarczonej do układu 
lub odprowadzonej z układu pod jakąkolwiek postacią.

Wymiana energii pomiędzy układem zamkniętym a 
otoczeniem może przebiegać w wyniku przepływu CIEPŁA 
(q) lub poprzez wykonanie PRACY (w).

Konwencja znaków

q > 0  gdy układ pobiera ciepło (proces endotermiczny)
q < 0  gdy układ oddaje ciepło (proces egzotermiczny
w > 0 gdy praca jest wykonywana na układzie
w < 0 gdy układ wykonuje pracę

∆U = q + 
w

dU = đq + đw
dU = q

el  

 + w

el

CIEPŁEM nazywamy przeniesienie ENERGII następujące 
w wyniku istnienia różnicy temperatur UKŁADU i 
OTOCZENIA

PRACĄ nazywamy przeniesienie ENERGII w taki sposób, że 
może być ona użyta do podniesienia w OTOCZENIU ciężaru 
na pewną wysokość

Ciepło i praca nie są f-cjami stanu, đq i 
đw  nie są różniczkami zupełnymi

układ

q>0

q<0

w<0

w>0

background image

Zależność  energii wewnętrznej U  gazu  doskona łego 

od  p, V, T

Doświadczenie Joule’a 1843r

Wyniki doświadczenia: T=const ⇒ q=0, 
gaz rozprężał się do próżni ⇒  w=0
I zasada termodynamiki:  ∆U =  q +  w 
= 0
U= const

U = f 
(T,V)

0

dV

V

U

dT

T

U

dU

T

v

dV

V

U

dT

T

U

T

v

0

U

dV

dT

0

V

T

U

T

U

V

U

dV

dT

0

T

V

U

En. wew. U gazu doskonałego 
nie zależy od objętości układu.

T

T

T

T

T

p

V

V

U

dV

dV

p

U

p

U













0





T

p

U

En. wew. U gazu doskonałego 
nie zależy od ciśnienia.

Energia wewnętrzna 

gazu doskonałego zależy jedynie od temperatury 

U = f (T)

0

background image

ENTALPIA (H)

jest funkcją termodynamiczną zdefiniowaną zależnością:

H = U + pV

H jest funkcją stanu
H= f(p,T,V)

dp

p

H

dT

T

T

p





H

dH

Zależność entalpii H gazu doskonałego od  p, V, T

T

T

T

dp

pV

d

dp

dU

dp

dH













)

(

0

bo pV= RT dla 1 mola,

   gdy T=const ⇒ pV=const

0





T

dp

dH

Entalpia gazu doskonałego nie zależy od ciśnienia

T

T

T

T

T

dV

dp

dp

dH

dp

dp

dV

dH

dV

dH









0

0

T

dV

dH

Entalpia gazu doskonałego nie zależy od objętości

Entalpia  gazu doskonałego zależy jedynie od temperatury

 

H = f (T)

background image

∆ U  zmiana energii wewnętrznej w procesie 

izochorycznym V=const

dU = đq + đw

I zasada termodynamiki

V=const   ⇒   đw = 0,  nie ma pracy objętościowej 

dU = đq

V

 

W procesie izochorycznym zmiana energii wewnętrznej  ∆U 
jest równa ciepłu (q

V

) pochłoniętemu lub wydzielonemu w 

tym procesie 

∆ U  zmiana energii wewnętrznej w procesie 
izobarycznym p=const

dU = đq + đw

p=const  đw = - pdV  praca objętościowa przeciwko stałemu ciśnieniu 

dU = đq – 

pdV

dU + pdV = 

đq

dH= đq

p

 

H = U + pV

dH = dU + d(pV)

dH = dU + pdV+Vdp

p=const dp = 0

dH = dU + pdV

I zasada termodynamiki

Ciepło (q

p

) wydzielane lub pochłaniane w procesach 

izobarycznch
jest równe zmianie entalpii układu.

Sens fizyczny 

entalpii H 

 ≡  ciepło procesów izobarycznych

CIEPŁO wydzielane lub pobierane w procesach izochorycznych 
jest równe zmianie energii wewnętrznej układu.

W procesie izobarycznym  zmiana entalpii  ∆H jest równa 
ciepłu (q

p

) pochłoniętemu lub wydzielonemu w tym procesie

background image

Pojemność cieplna 

układu C

Ilość ciepła, którą należy dostarczyć do układu, aby go ogrzać o 1

0

.

deg

J

dT

dq

C

wielkość ekstensywna

wielkości intensywne:
pojemność cieplna molowa ≡  ciepło molowe    c

m

 = C/n  [ J mol

-1

K

-1

pojemność cieplna właściwa ≡  ciepło właściwe  c = C/m [J g

-1

K

-1

 ]

Układ możemy ogrzewać w warunkach 
:

V=const                     lub                p=const

đq=dU

đq=d
H

V

V

T

U

C

p

p

T

H

C

V

m

V

m

T

U

C

,

p

m

p

m

T

H

C

,

Ciepła molowe zależą od temperatury:       c

m,V

= f(T);       

c

m,p,

= f(T)

Ich zależności temperaturowe wyznaczamy doświadczalnie:

c

P

(lodu) = 2,095 + 0,1257 T [J mol

-1

 K

-1

 ]

c

P

(wody) = 75,15 J mol

-1

 K

-1

 

c

P

(pary) = 30,403 + 9,64 x 10

-3

 + 11,68 x 10

-7

 T

2

 [J mol

-1

 K

-1

 ]

dT

c

H

T

T

p

m

m

2

1

,

dU = c

V

dT

dH = c

p

dT

dT

c

U

T

T

V

m

m

2

1

,

background image

Zależność między c

p

 i c

 dla 1 mola gazu, gdy c

p

 i c

 są stałe w zakresie temperatur T

 - T

2

.

V

p

V

p

T

U

T

H

c

c

p

p

p

T

V

p

T

U

T

H

( H=U+pV,  p=const 

)

U=f(V,T)

dV

V

U

dT

T

U

dU

T

V

‖ : dT,   
p=const

p

T

V

p

T

V

V

U

T

U

T

U

V

V

p

T

V

V

p

T

U

T

V

p

T

V

V

U

T

U

c

c

T

p

V

p

V

U

p

T

V

c

c

Dla gazów rzeczywistych

w

T

p

V

U

charakteryzuje 
oddziaływania pomiędzy 
cząsteczkami w danej fazie

Dla gazów doskonałych

0

T

V

U

p

R

T

V

p

( dośw. Joule’a )

bo

p

RT

c

p

- c

R

H=U+pV

dT

RdT

dT

dU

dT

dH

V

p

c

p

= c

V

+ R

background image

Zależności  między c

P

 i  c

V  

  

W doświadczeniach nie jest obojętne, które ciepło oznaczamy c

 

czy  c

p

 :

dla cieczy i ciał stałych łatwiej wyznacza się c

p

 ,dla gazów c

V

.

Dla ciał stałych ciepła molowe można obliczyć na podst. 
mechaniki kwantowej:

gaz

c

p

c

V

c

p

-c

V

He

21,00

12,61

8,39

Ar

21,24

12,49

8,75

H

2

28,79

20,44

8,35

O

2

29,29

20,70

8,59

c

p

 - c

V

  =  R  (gaz doskonały)

CIECZE i CIAŁA STAŁE

c

v

 ≅ c

p

Wg Dulonga i Petita (1819r )
 c

p

 pierwiastków stałych ~ 26,5 

J/gratom K

2

2

,

1

3







T

k

h

T

k

h

B

V

p

B

B

e

e

T

k

h

R

c

Zależność Einsteina 
(1907r)
 - częstotliwość drgań 

oscylacyjnych

GAZ
Y

Ciepła molowe gazów  w temp. pokojowej  w [ J K 

–1

mol

-1

 ]

background image

c

p

 / c

V   

dla gazów doskonałych

Energia kinetyczna  przypadająca na 1 stopień 
swobody ruchu 1 mola cząsteczek gazu doskonałego 
E

kin

=1/2RT

Gazy jednoatomowe  (Ar, He)
3 st. swobody ruchu translacyjnego     E

kin

=3/2RT

U≅ E

kin

R

dT

RT

d

dT

dU

c

V

V

V

2

3

2

3





c

= c

V

 +R   =  3/2R + R  =  5/2R

c

p

 / c

=

 

5/2R : 3/2R = 5/3

 = 

1,66

Gazy dwuatomowe  (H

2

 ,O

2

, N

2

układ linowy: 
 ruchy translacyjne 3/2 RT + ruchy rotacyjne RT
E

kin

=5/2 RT

c

v

=5/2R,  c

p

=7/2R       c

p

 / c

V 

= 7/5 = 

1,4

Gazy wieloatomowe  ( CO

2

 ,SO

)

układ liniowy c

p

 / c

 = 7/5 = 1,4

układ nieliniowy:
ruchy translacyjne 3/2 RT + ruchy rotacyjne 3/2 RT
(udział ruchów oscylacyjnych jest istotny w wysokich temp. ~1000

0

C)

E

kin

= 3 RT

c

v

= 3 R,  c

p

= 4 R;   

  

c

p

 / c

V

 

=  

4/3

 =

1,33

background image

PRACA objętościowa 

(w)

A

p

z

h

praca = droga x siła oporu
 
        w = h · mg
            = h ·(p

z

 · A)

            = p

z

 ·(h ·A)

           
         w = p

·ΔV  

Praca objętościowa (w) jest pracą związaną ze 
zmianą objętości ∆V układu przeciwko ciśnieniu 
zewnętrznemu p

z

 

Jeśli gaz rozpręża się do próżni to nie wykonuje pracy, 
bo nie ma siły oporu.

Praca rozprężania jest wykonywana przez układ 
(rozprężający się gaz) i w przyjętej konwencji znaków  
jest ujemna dlatego w matematycznym wyrażeniu 
należy wstawić znak „-”.

đw = - p

z

 ·dV

dV

p

w

V

V

z

2

1

1J = 1N x m 
     
     = 1 kg m

2

s

-2

 

  

1J = 1Pa x m

3

Praca jest funkcją drogi – zależy od sposobu 
przeprowadzenia procesu

w = -  p

z

 ·ΔV

background image

đw = - p

z

 ·dV

dV

p

w

V

V

z

2

1

1.  Gaz rozpręża się przeciwko stałemu zewnętrznemu 
ciśnieniu
 
                             gdy p

z

=const i p

z

 < p

w

 

                               w = - p

z

 (V

2

 – V

1

)

Proces nieodwracalny, (nie można go zawrócić po tej 
samej drodze) szybki samorzutny

2.  Gaz rozpręża się w nieskończenie wielu stadiach 
przeciwko    ciśnieniu mniejszemu o nieskończenie małą 
wielkość dp.

                               p

z

≠ const , p= p

w

+ dp

  

zachodzi pod wpływem nieskończenie małej siły 

napędowej

  może być w dowolnym momencie zatrzymany

  może przebiegać w kierunku przeciwnym pod 
wpływem bardzo małej siły napędowej skierowanej 
przeciwnie

2

1

V

V

pdV

w

PROCES ODWRACALNY

PRACA  zależy od sposobu przeprowadzenia 
procesu

Sposoby rozprężania gazu:

background image

Praca ekspansji gazu w izotermicznym procesie 

odwracalnym

Wartość pracy w ODWRACALNYM PROCESIE 
izotermicznego rozprężania gazu jest MAKSYMALNĄ 
ilością PRACY jaką może wykonać układ.

PROCES ODWRACALNY jest  bardzo powolny, przebiega w 
nieskończenie długim czasie.

1

2

2

1

1

2

ln

ln

ln

2

1

2

1

2

1

p

p

nRT

V

V

nRT

V

V

nRT

V

dV

nRT

V

dV

nRT

pdV

w

V

V

V

V

V

V

W procesie nieodwracalnym 
samorzutnym

w =  - p

(V

2

-V

1

)

V

nRT

p

background image

Proces adiabatyczny  đq = 0

         dU = đq + đw             I zasada termodynamiki

dU =  đw

Praca objętościowa 
w odwracalnym 
procesie

V

dV

nRT

pdV

dw

V

dV

nRT

dU 

dU = n c

V

dT

V

dV

RT

dT

c

V

2

1

2

1

V

V

T

T

V

V

dV

R

T

dT

c

1

2

1

2

ln

ln

V

V

T

T

R

c

V

2

1

1

2

V

V

T

T

R

c

V





R

pV

2

1

1

1

2

2

V

V

V

p

V

p

R

c

V





V

c

R

V

V

V

p

V

p





2

1

1

1

2

2

1

V

V

p

V

c

c

c

c

R

V

p

c

c

1

2

1

1

1

2

2





V

V

V

p

V

p

const

pV

V

p

V

p

V

V

p

V

V

p

1

1

2

2

1

1

1

1

1

2

2

2

Układ nie wymienia ciepła z otoczeniem

background image

Przemiana adiabatyczna 

đq = 0

V

p

c

c

const

pV 

 = 1     pV = const

Proces  izotermiczny

 

const

nR

T

p

p

p

nRT

p





const

p

T

const

p

T

1

1

const

pV 

background image

Adiabatyczne rozprężanie gazu   q=0

W sposób odwracalny:

dU =  -pdV      I zasada termodynamiki

V

dV

nRT

dT

nc

V

1

2

1

2

ln

ln

V

V

T

T

R

c

V

2

1

1

2

V

V

T

T

R

c

V





  

     

V

p

C

C

V

V

T

T





 1

2

1

1

2

V

nRT

p

W sposób nieodwracalny  
przeciwko stałemu zewnętrznemu ciśnieniu:  p = p

 = 

const.





1

1

2

2

1

2

1

2

1

2

)

(

)

(

)

(

2

1

2

1

p

nRT

p

nRT

p

T

T

nc

V

V

p

T

T

nc

dV

p

dT

nc

dV

p

dT

nc

z

V

z

V

V

V

z

T

T

V

z

V

p

z    

 =  p

2

R

c

p

p

R

c

T

T

p

p

RT

T

c

RT

T

c

V

z

V

z

V

V





1

1

2

1

1

1

2

2

Temperatura końcowa gazu po 
adiabatycznym rozprężaniu 
przeciwko stałemu ciśnieniu  zależy 
od rodzaju gazu.

background image

I zasada termodynamiki w przemianach gazu 

doskonałego

dU = đq + đw

Proces izochoryczny,  V = const.  

dV = 0  

                            
                             dU = đq – pdV
                                 dU = đq 
                            c

V

 dT = đq 

Jeżeli c

V

=const  w zakresie temp. T

1

- T

2  

 to

                                   ∆ U =  q

V

 =   nc

V

 (T

2

 – T

1

)    a   

w = 0

Proces izobaryczny,   p = const

,   dp = 0

                                   dU = đq – pdV   
                                             đq = dU + pdV = dH = c

p

dT

Jeżeli c

P

=const  w zakresie temp. T

1

  -  T

2

  to

∆U = q

p

 - p∆V,   

 q

p

 = ∆H = n c

p

 ( T

2

 – T

1

 )      a   w = p ( V

2

 – V

1

 )

dU = nc

V

dT,    dH = nc

p

dT,      c

p

 – c

V

 = R

dH = dU + d(pV)         dU = dH – nRdT     

const

T

p

const

T

V

background image

I zasada termodynamiki w przemianach gazu 

doskonałego

Proces izotermiczny

,  

T = const

,    dT = 0     pV = const

                 dU = đq – pdV = 0,      dH =0
                           
                          đq = pdV

   q = w = n RT ln (V

2

 / V

1

 )  = n RT ln ( p

1

 / p

2

 )

.       

Proces adiabatyczny,   đq = 0    

pV

 = const,    = c

p

/c

V

 
                     
dU = đq – pdV
                     
                     dU  = - pdV
                 
               n c

V

 dT = - pdV

       Jeżeli c

V

=const  w zakresie temp. T

1

- T

2  

 to

        
                       ∆ U =  n c

V

 (T

– T

1

)      

     w = - n c

V

 (T

2

 – T

1

) =( n c

V

 / nR ) • (p

1

V

1

 –p

2

V

2

) = 

         = 1 / ( - 1) • (p

1

V

1

 – p

2

V

2

)

background image

STAN GAZOWY

Parametry stanu:
   ilość substancji  - masa(m) – [kg, g]; liczba moli (n = m/M

cz

)]

   objętość (V) – [m

3

, dm

3

=l(litr), cm

3

=ml] 

                              określa przestrzeń zajmowaną przez 
substancję 

    temperatura (T)- [skala Celsjusza-

0

C, skala Kelvina K,

                                          T[K] = θ[

0

C] + 273,15]

                                  określa kierunek przepływu energii w 
postaci ciepła

   ciśnienie (p)- [Pa (paskal) 1Pa = 1N/m

]

                              siła przypadająca na jednostkę powierzchni, 
na którą
                                                                                              działa

nazwa

symbo
l

wartość

Paskal

1Pa

1Nm

-2

, 1kg m

-1

s

-2

Bar

1bar

10

Pa

Atmosfera

1atm

1,01325 x 10

5

 Pa

Tor
mm 
sł.rtęci

1Tr
1mmH
g

(101325/760)Pa=133,32 
Pa
133,322 Pa

Jednostki ciśnienia

GAZ DOSKONAŁY 
to hipotetyczny gaz, którego cząsteczki:

 zachowują się jak jednorodne doskonale sprężyste 

kule

 ich objętość własna jest pomijalnie mała w 

stosunku do objętości gazu

 znajdują się w nieustannym przypadkowym ruchu
 nie oddziałują na siebie poza zderzeniami

background image

GAZ DOSKONAŁY

V

nRT


Document Outline