TERMODINAMICA ŞI FIZICA MOLECULARĂ
TEORIA CINETICO-MOLECULARĂ A GAZULUI IDEAL
TRANSFORMĂRI SIMPLE ALE GAZULUI IDEAL
Sistem Termodinamic.
parametrii de stare
ECUAŢIA DE STARE A GAZULUI IDEAL
Termodinamica studiază proprietăţile termice ale sistemelor fizice din punct de
vedere macroscopic, fără a ţine seama de structura lor internă atomo-moleculară.Înacest caz se stabilesc relaţii cantitative dintre mărimile direct măsurabile (presiunea,volumul, temperatura etc.), iar cu ajutorul lor se cercetează interacţiunea şi schimbul
de energie dintre corpurile sistemului analizat, între ele şi cu mediul înconjurător.
Totalitatea proprietăţilor sistemului de molecule, la un moment dat, caracterizează o stare a sistemului.
Teoria cinetico-moleculară studiază proprietăţile termice ale diferitor sisteme
fizice în baza structurii microscopice a acestora
Mărimile fizice măsurabile care descriu starea concretă
a sistemului şi caracterizează proprietăţile acestuia sunt numite parametri de stare.
Relaţia care stabileşte legătura dintre parametrii de stare se numeşte ecuaţie de stare.
Trecerea sistemului de molecule dintr-o stare în alta printr-un şir de stări intermediare se numeşte proces termodinamic, sau transformare termodinamică
După caracterul interacţiunii cu mediul exterior, sistemele termodinamice se
clasifică în:
– sisteme deschise,sisteme închise,sisteme izolate.
• moleculele (atomii) se consideră puncte materiale, adică dimensiunile lor sunt neglijabile în comparaţie cu distanţele dintre ele;
• forţele intermoleculare sunt neglijabile, adică moleculele (atomii) luate separat se
mişcă de la o ciocnire la alta rectiliniu şi uniform;
• ciocnirile moleculelor (atomilor) între ele şi cu pereţii vasului în care se află gazul
sunt perfect elastice.
Calculele riguroase ale presiunii gazului asupra pereţilor vasului duc la expresia
p =2/3 nE
Această expresie a fost obţinută pentru prima dată de fizicianul german Rudolf
Clausius şi este numită formula fundamentală a teoriei cinetico-moleculare a gazelor ideale
Presiunea unui gaz este direct proporţională cu energia cinetică a mişcării de translaţie a tuturor moleculelor din unitatea de volum.
energia cinetică medie a mişcării de translaţie a moleculelor unui gaz ideal este direct
proporţională cu temperatura absolută şi depinde numai de ea:
ε = 3/2kT
unde k = 1,38 · 10–23 J
K este o constantă universală numită constanta lui Boltzmann
pV = NkT.
pV = νRT = m/M*RT
Legea transformării izoterme
Legea transformării izobare
Legea transformării izocore
Legea variaţiei presiunii gazelor la volum constant .
Presiunea unui gaz menţinut la volum constant creşte liniar cu temperatura.
T1/T2=P1/P2
Transformarea unui gaz menţinut la temperatură constantă ntr-o transformare izotermă (t = const.) a unei mase date de gaz (m = const.), produsul dintre presiunea şi volumul lui este constant: pV = const., pentru t = const., m = const
Legea transformării izobare
Să cercetăm procesul dilatării unei mase de gaz (m = const.) aflat la presiune constantă
v1/v2=T1/T2
p1V1 ≈ p2V2 ≈ p3V3