Predavanja iz hemije

1. ♦ Primjer: živin termometar kao treće tijelo
Izjednačenje temperature Približi li se dovoljno termometar prvom tijelu
živa će u termometru mijenjati svoj
♦ Izjednačenje temperature između dva tijela volumen sve dok ne postigne toplinsku
različitih temperatura tumači se dvjema
iskustvenim postavkama. ravnotežu s tim tijelom.
♦ Prema prvoj, svako prirodno tijelo teži konačnoj Ako tada termometar približimo drugom tijelu
toplinskoj ravnoteži sa tijelom više ili niže i pri tome se obujam žive ne promjeni tada
temperature i bez vanjskog utjecaja ostaje je s tijelom u toplinskoj ravnoteži, pa su
nepromijenjeno prema tome i oba tijela međusobno u
♦ Prema drugoj postavci, dva su tijela u toplinskoj ravnoteži.
ravnoteži ako je svako od njih u ravnoteži sa
Tu postavku zovemo Guggenheim
nekim trećim tijelom
(Gugnhajm) nultim zakonom
termodinamike
NULTI ZAKON
TERMODINAMIKE
! Toplije tijelo uvijek grije hladnije i ako nema
nekog utjecaja ono će se odvijati tako dugo
dok se toplije tijelo ne ohladi, a hladnije ne
zagrije do istoga temperaturnog nivoa –
termodinamička ravnoteža
! Kažemo da se razmjenjuje toplina na osnovu
razlike temperatura, kao veza struje i napona
(toplina kao i struja predstavlja kapacitet,a
temperatura kao i napon intenzitet)
! Nulti zakon termodinamike – ako su u
toplinskoj ravnoteži neka tijela A i C, a
jednako tako i tijela B i C, tada su i tijela A i B Nulti zakon termodinamike
u ravnoteži
♦ BOYLE-MAROTTEOV zakon (Bojl-
Opći plinski zakoni Mariot)
♦ GAY-LUSSACOV zakon (Ge-Lisak) p1 V2
=
V2 V1 p2 V1
=
T2 T1 Pri stalnoj temperaturi tlakovi se neke količine plina
odnose obrnuto proporcionalno s volumenima pri tim
Porast volumena plina pri stalnom tlaku proporcionalan je
tlakovima.
njegovoj apsolutnoj temperaturi
Povisimo li tlak plina na neki veći tlak smanjit će se
početni volumen, a proporcionalnost volumena i
temperature ostat će isti.
1

2. PRVI ZAKON
SPECIFIČNA TOPLINA
TERMODINAMIKE
UNUTARNJA ENERGIJA – poznati oblici ! Je ona energija koju je potrebno utrošiti da bi
mehaničke energije (potencijalne i kinetičke), jedinici mase nekog materijala temperatura
kemijske, nuklearne i itd. porasla za jedan stupanj C ili K
TOPLINSKA UNUTARNJA ENERGIJA – Joule ! Ova definicija vrijedi za nestlačive čvrste
zakon pri čemu neki teret kada se spusti na materijale međutim kod plinova ju treba
dno ili tlo (potencijalna energija mu je nadopuniti naime, kod plinova je bitno da li je
jednaka nuli) ali je zbog izvršenog rada došlo osim grijanja prisutna i promjena volumena i
do zagrijavanja vode u okolini na taj način je kako
teret izgubio energiju i predao ga okolnoj
energiji vode.
Jedinica za unutarnju energiju su J ili Nm
! Količina koja se izražava kao protok mase po
RAD I SNAGA jedinici vremena, kgs-1, tada i rad ima
! Prema definiciji iz fizike, rad je proizvod sile i dimenziju po jedinici vremena, što zapravo
puta gibanju pravcu sile predstavlja SNAGU i označava se sa N (Js-1) ili
(W)
! U termodinamici kažemo da sustav vrši rad
prema okolini ako u tijeku procesa ostvaruje
efekt podizanja tereta
! Sila koja se svladava je M x g, a put je Z pa je
izvršni rad:
L= M x g x Z ili
L = P x ∆V
PRVI ZAKON
JEDNADŽBA STANJA
TERMODINAMIKE
! Prema općem zakonu o održanju energije, ! Osnovni termodinamički parametri:
zbroj svih energija prije procesa mora biti specifični volumen, temperatura i tlak
jednak zbroju energija poslije procesa međusobno su čvrsto povezani
! Jednadžba za prvi zakon termodinamike glasi: ! Ako se dva parametra mijenjaju, treći je
Q=U2-U1+L jednoznačno određen s prva dva
! Npr. : ako nekom plinu smanjuje volumen i
U= unutarnja energija istovremeno mu se dovodi toplina (raste
L= dovedeni rad temperatura), tlak plina ne može padati nego
Q= toplina samo rasti
! Takva veza navedenih parametara naziva se
! Dovedena toplina nekom sustavu (tijelu)
termička jednadžba stanja ili samo
troši se na povećanje njegove unutarnje jednadžba stanja
energije i obavljanje rada
2

3. ! Jednadža stanja ili opća plinska jednadžba
glasi:
pV=nRT
P = tlak (Pa)
V = volumen (m3)
n = količina tvari (mol)
R = plinska konstanta (određuje se
eksperimentalno za svaki plin) (Jkg-1 K-1) i
iznosi 8,315
T = temperatura (K)
3