Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 20. 05. 2019 13:28 — Editoval Anonymystik (20. 05. 2019 14:12)

Anonymystik
Příspěvky: 560
Reputace:   45 
 

Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

Zdravím.
Už od dob SŠ mi vrtalo hlavou, jak prakticky realizovat jednotlivé děje s ideálním plynem.

- izotermický by šel provést tak, že vezmu plyn, uzavřu jej do nádoby s pístem, který má dobře tepelně vodivé stěny, aby byla umožněna tepelná výměna s okolím (=teplotní lázní) a začnu plyn zahřívat (tj. předávat mu teplo). Protože teplota okolí je konstantní a teploty plynu a okolí musí být díky tepelné výměně vyrovnané, je teplota plynu rovněž konstantní a opravdu se jedná o izotermický děj. Vnitřní energie plynu se mění jednak konáním práce (plyn se rozpíná a tím posouvá píst), jednak tepelnou výměnou (plyn přijímá teplo u ohřívače).

- izochorický lze realizovat snadno - plyn uzavřu do nádoby s pevnými stěnami a začnu zahřívat. Protože nádoba má pevný tvar, nemůže se měnit objem, což splňuje definici izochorického děje. Při izochorickím ději se nemůže konat práce, protože se nemění objem nádoby (dW = p dV = 0), takže vnitřní energie plynu se předává pouze tepelnou výměnou.

- adiabatický děj - vezmu plyn a uzavřu jej do nádoby s pístem, který má stěny, které tepelně dobře izolují od okolí. To umožní rozdílnost teplot plynu a okolí (teplota plynu uvnitř nádoby se mi tedy může měnit). Plyn nemůžu ohřívat (protože teplo nelze skrz stěny předávat). Plynu tedy mohu vnitřní energii předávat pouze tím, že na něj konám práci tlačením na píst. Tím mohu zvýšit jeho teplotu. Naopak pokud tlak zvenku poklesne, plyn se začne samovolně rozpínat a tím konat práci na píst (okolí).

- izobarický děj - by měl být děj, při kterém se nemění tlak. Jak toho ale mohu v praxi dosáhnout?


"Do you love your math more than me?"   "Of course not, dear - I love you much more."   "Then prove it!"   "OK... Let R be the set of all lovable objects..."

Offline

 

#2 20. 05. 2019 14:05 — Editoval edison (20. 05. 2019 14:06)

edison
Příspěvky: 1520
Reputace:   34 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

izobarický

No např. můžu nechat plyn teplem expandovat, přičemž odpor kladený pístem bude zanedbatelný k pracovnímu tlaku.

Offline

 

#3 20. 05. 2019 14:10

Anonymystik
Příspěvky: 560
Reputace:   45 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

↑ edison: V čem se to liší od realizace izotermického děje?


"Do you love your math more than me?"   "Of course not, dear - I love you much more."   "Then prove it!"   "OK... Let R be the set of all lovable objects..."

Offline

 

#4 20. 05. 2019 14:52

edison
Příspěvky: 1520
Reputace:   34 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

že se bude měnit teplota

Offline

 

#5 20. 05. 2019 16:25

Anonymystik
Příspěvky: 560
Reputace:   45 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

↑ edison: Ty mně asi nechápeš... Zkus si to představit z hlediska experimentátora. Jak zajistím, aby se neměnil tlak?
--
V obou případech si opatřím nádobu, skrze kterou si plyn může vyměňovat teplo s okolím. V obou případech má nádoba pohyblivý píst. V čem to teda udělám jinak?


"Do you love your math more than me?"   "Of course not, dear - I love you much more."   "Then prove it!"   "OK... Let R be the set of all lovable objects..."

Offline

 

#6 20. 05. 2019 18:03

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2172
Reputace:   67 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

Prostě vezmeš válec s pístem, a na píst pložíš závaží.

Případně můžeš využít konstantní tlak okolní atmosféry. Musí ti sice vyhovovat těch zhruba 100kPa - ale máš to izobarické. To je mimochodem nejčastější případ izobarických dějů v praxi - prostě věci prováděné "na volném vzduchu". Takže třeba ohřívání vody v rychlovarné konvici je izobarický děj. Hoření plynu v plynovém kotli (co se používá k vytápění) nebo dřeva v krbu je taktéž izobarický děj. Ohřívání vzduchu ve vysoušeči na vlasy je izobarické.

Chemici jsou "blázni" do izobarických dějů - protože to jejich míchání různých látek ve zkumavkách - to jsou všechno izobarické děje (za konstantního tlaku). Zatímco smíchat dvě látky za konstantního objemu je děsně komplikované.

Offline

 

#7 20. 05. 2019 18:05

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2172
Reputace:   67 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

Z praktického hlediska je nejhorší ten izotermický děj - protože teplo nemá chuť přecházet moc rychle. Udržet látku na konstantní teplotě (třeba při stlačování pístu) jde obtížně, a jen tehdy, když ji stlačujeme velmi pomalu. Izotermické děje jsou spíš taková teoretická záležitost (byť teoreticky jsou důležité), prakticky je to vždy něco mezi izotermickým a adiabatickým dějem - a nazývá se to děj polytropický.

Offline

 

#8 21. 05. 2019 00:17

Anonymystik
Příspěvky: 560
Reputace:   45 
 

Re: Jak provést izobarické (a jiné) rozpínání

↑ MichalAld: Aha! Díky moc, pomohlo!


"Do you love your math more than me?"   "Of course not, dear - I love you much more."   "Then prove it!"   "OK... Let R be the set of all lovable objects..."

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson