3. ТД 1 Flashcards
(59 cards)
Отворена, затворена, изолирана система
Отворената система е вид ТД с-ма, при която енергията и материята се обменят с околната среда. При затворена се обменя само енергия. При изолиране не се обменя нищо.
На какво е резултат топлината и как се пренася?
- Топлинната енергия е резултат от движението на малки частици (атоми, молекули, йони) в твърди тела, течности и газове. Топлинната енергия може да се пренася от един обект на друг.
- Преносът или потокът, дължащ се на разликата в температурата между два обекта, се нарича топлина.
Какво е енергия?
Енергията е способността за извършване на работа, което е способността да се упражнява сила, действаща върху обект (с други думи: енергията е сила, която кара нещата да се движат). Бива потенциална и кинетична
Eнергия E на всяка система има простия израз в механиката E = V + T (кинетична + потенциална)
Потенциална и кинетична енергия
- Потенциална енергия е вид енергия, свързана с положението, позицията на дадено тяло или система. Наречена е потенциална, защото има потенциала да промени състоянието на дадена система или да се превърне в енергия от някакъв друг вид (най-често кинетична енергия).
- Кинетичната енергия на едно тяло е мярка за неговото механично движение и се определя като следствие от Закона за запазване на енергията.
Закон за запазване на енергията
Количество от материя или поле се запазва. Принципът за запазване на енергията включва нейната трансформация в топлина.
Материя и поле
Атомите и молекулите създават материя, а полето е пространството за тази материя.
Топлинно равновесие
Топлината е потокът на енергия от висока температура към ниска температура. Когато тези температури се изравнят, топлината спира да тече, тогава се казва, че системата (или набор от системи) е в топлинно равновесие.
!!!Всички енергии деградират до топлинна енергия и така се достига до топлинно равновесие.
Формула за топлина при триене
Топлинният поток при контактната повърхност е равен на скоростта, с която се извършва работа срещу триенето: Q=F⋅v
Неравновесна ТД система
Неравновесната ТД е изследване на микроскопични системи, които не са в равновесие, но са близко до равновесие (стационарни състояния). Равновесието в случая е топлинно, а не химично. Близкостта до равновесие е важно условие, защото така се поддържа необходимото ниво на структуриране. Пълно равновесие значи смърт за организма.
Разлики в температура в стая с една и съща температура
В една стая с една температура може да има 2 предмета с различна температура, което ще се дължи на тяхната топлопроводимост.
Какво е температурата
Количествена мярка за топлина
- Вътрешната енергия на тялото е пропорционална на неговата температура.
Уравнение на Клайперон
Дава връзка между обем, налягане и температура
PV = NkT,
като N.k = R, N е число на Авогадро
Това уравнение произлиза от Законът на Бойл-Мариот, който гласи, че в идеален газ, където масата и температурата се поддържат постоянни, обемът на газа варира обратно пропорционално на абсолютното налягане. PV = constant или P1V1 = P2V2
До какво ще доведе намаляването на обема
Намаляването на обема ще доведе до увеличаване на налягането, което ще доведе до увеличаване на температурата и увеличаване на сблъсъци на молекулите (триене, сблъсък една с друга и сблъсък със стена на съд)
Какво е топлина?
Енергията, пренасяна между две макросистеми с температурни разлики
Числени стойности на топлината: процеси
- Екзотермично – топлина напуска системата (отрицателно число); Потенциалната енергия на реактантите е по-голяма от тази на продуктите
- Ендотермично – топлина навлиза в системата (положително число); Потенциалната енергия на продуктите е по-голяма от тази на реактантите
Вътрешна енергия: дефиниция
Движението на атомите и молекулите всъщност е кинетичната им енергия. Това движение носи обобщеното название топлинно движение, а енергията, описваща го, я наричаме вътрешна енергия.
Калория
Една калория е количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на 1 г вода с 1 градус.
Специфична топлина
Количеството топлина, необходимо за повишаване температурата на каквото и да е вещество с 1 градус. Например за вода е 1 калория, но за лед е 0.480, защото е твърдо тяло, за което се е загубила енергия да се втвърди. По-удобно е да използваме калория, защото ние сме разтвори на макромолекули.
Изчисление на специфична топлина на биосистема
С приемането на 75% вода и 25% белтък, специфичната топлина на дадена биосистема е 0.75х1 + 0.25 х 0.4 (това е specific heat, за вода е 1, за лед, 0,480, за белтък, 0,4 и т.н.) = 0.85; специфината топлина обаче е около 0.83 с отчитането на мазнини, минерали и захари.
Количеството топлина, получено или загубено от дадена проба (q) може да се изчисли:
q = mcΔT, където m е масата на пробата, c е специфичната топлина и ΔT е температурната промяна.
Методи за пренос на топлина
- Топлопроводимост – от топлия край топлината ще премине към студения
- Конвекция – топлината се пренася чрез въздуха
- Радиация – отделя се светлина и топлина
Дифузия
Случайно движение на частици от места с по-висока към места с по-ниска концентрция
Конвекция
Топлопроводността се осъществява в твърди тела, а за течности и газове преносът е конвекция
