7 Kcal. Books الديناميكا الحرارية قوانين الحركة لنيوتن - Noor Library. قانون هيس للحاصل الحرارى الثابت
ينص على أن:
"حرارة التفاعل الكلية لتفاعل كيميائي معين
ثابتة سواء حدث هذا التفاعل بواسطة خطوة واحدة مباشرة أو من خلال عدة خطوات ( و تساوى
المجموع الجبري للحرارات المنطلقة أو الممتصة من تلك الخطوات)". دورة كارنوت
و كيفية تحويل الحرارة إلى شغل
A(P1, V1)
P
B(P2, V2)
D(P4, V4)
C(P3, V3)
تخيل كارنوت وجود 1 مول من غاز مثالي داخل
اسطوانة مزودة بمكبس عديم الوزن و
الاحتكاك مع حدوث العمليات الآتية:
1-تمدد أيزوثيرمالى و عكسي من الحالة A(P1, V1) B(P2, V2) ← و من القانون الأول
للديناميكا الحرارية ΔE = q – w و بما أن ΔE =0 للتمدد
الأيزوثيرمالى q2= w1
أي أن: الشغل المبذول بالنظام = كمية الحرارة
الممتصة بالنظام. وتعطى قيمة الشغل من
العلاقة:
w1=RT2 ln(V2/V1)
2- تمدد أديباتيكى و عكسي من الحالة C(P3, V3)
←B(P2, V2) و من القانون الأول
للديناميكا الحرارية ΔE = q – w و بما أن dq =0 للتمدد
الأديباتيكى w2= - ΔE
وتعطى قيمة الشغل من العلاقة:
w2
= CV( T2-T1)
3- انكماش أيزوثيرمالى و عكسي من الحالة
C(P3, V3) D(P4, V4) ←و من القانون
الأول للديناميكا الحرارية ΔE = q – w و بما أن ΔE =0 للتمدد
الأيزوثيرمالى
- q1= - w3 = RT1 ln(V4/V3)
أي أن: الشغل المبذول على الغاز = كمية الحرارة المنتقلة إلى المستودع.
Books الديناميكا الحرارية قوانين الحركة لنيوتن - Noor Library
لاحظ أن حد الكفاءة بنسبة 100٪ في المحرك الحراري لا يرجع إلى الاحتكاك أو تأثيرات فقدان الطاقة الأخرى. ينطبق هذا القيد على كل من مجموعات المحركات الحرارية المثالية والحقيقية. القانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي عبر عنه كلاوسيوس
بالإضافة إلى بيان كلفن بلانك، الذي يصف القانون الثاني للديناميكا الحرارية للمحركات الحرارية، هناك بيان آخر لهذا القانون يتعامل مع الثلاجات والمضخات الحرارية. Books قوانين الديناميكا الحرارية وتطبيقاتها - Noor Library. يعرف كلوسيوس (Clausius) القانون الثاني للديناميكا الحرارية على النحو التالي. لا يمكن بناء ثلاجة يمكنها نقل الطاقة الحرارية من مصدر بارد إلى مصدر ساخن في دورة كاملة دون مزيد من التأثير على البيئة. من الواضح أن الحرارة لا تنتقل من تلقاء نفسها من بيئة باردة إلى بيئة دافئة. لا يقول كلوسيوس أنه من المستحيل بناء جهاز يعمل في دورة وينقل الحرارة من البرد إلى بيئة دافئة. بدلاً من ذلك، تنص على أن تشغيل مثل هذا الجهاز يتطلب، على سبيل المثال، بدء تشغيل ضاغط الثلاجة باستخدام مصدر طاقة خارجي، مثل محرك كهربائي. وبالتالي، فإن نتيجة تأثير مثل هذا الجهاز على البيئة، بالإضافة إلى انتقال الحرارة من المصدر البارد إلى المصدر الساخن، ستشمل أيضًا استهلاك الطاقة في شكل عمل.
قوانين الديناميكا الحرارية - المعرفة
مثل 2:
هذا المثال سوف يوضح معنى "الحالة" (state) في نظام ثرموديناميكي ، ويوضح معنى خاصية مكثفة وخاصية شمولية:
نتصور أسطوانة ذات مكبس ويوجد فيها عدد مولات من غاز مثالي. ونفترض وجو الأسطوانة في حمام حراري عند درجة حرارة. يوجد النظام أولا في الحالة 1 ، ممثلة في; حيث حجم الغاز. ونفترض عملية تحول النظام إلى الحالة 2 الممثلة ب حيث
، أي تبقى درجة الحرارة وكمية المادة ثابتين. قوانين الديناميكا الحرارية - المعرفة. والآن ندرس عمليتين تتمان عند درجة حرارة ثابتة:
عملية انتشار سريع للغاز (عن طريق فتح صمام مثلا لتصريف غاز مضغوط) ، وهي تعادل تأثير جول-تومسون ،
تمدد بطيئ جدا للغاز. بالنسبة إلى العملية 1: سنحرك المكبس بسرعة كبيرة جدا إلى الخارج (ويمكن تمثيلها بصندوق حجمه مقسوم بحائل ويوجد الغاز أولا في الجزء من الصندوق. ونفترض ألجزء الآخر من الصنوق مفرغ من الهواء ، ونبدأ عمليتنا بإزالة الحائل). في تلك الحالة لا يؤدي الغاز شغل ، أي. نلاحظ أن طاقة الغاز لا تتغير (وتبقى متوسط سرعات جزيئات الغاز متساوية قبل وبعد إزالة الحائل) ، بالتالي لا يتغير المحتوي الحراري للنظام:. أي أنه في العملية 1 تبقى طاقة النظام ثابتة ، من بدء العملية إلى نهايتها. وفي العملية 2: حيث نسحب المكبس من الأسطوانة ببطء ويزيد الحجم ، في تلك الحالة يؤدي الغاز شغلا.
Books قوانين الديناميكا الحرارية وتطبيقاتها - Noor Library
أي عند الوصول إلى حالة توازن ترموديناميكي جديدة تزداد " الإنتروبيا" الكلية أو على الأقل لا تتغير. ويتبع ذلك أن " أنتروبية نظام معزول لا يمكن أن تنخفض". ويقول القانون الثاني أن العمليات الطبيعية التلقائية تزيد من إنتروبية النظام. طبقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية بالنسبة إلى عملية عكوسية (العملية العكوسية هي عملية تتم ببطء شديد ولا يحدث خلالها أحتكاك) تكون كمية الحرارة δQ الداخلة النظام مساوية لحاصل ضرب درجة الحرارة T في تغير الانتروبيا dS:
نشأ للقانون الثاني للديناميكا الحرارية عدة مقولات شهيرة:
لا يمكن بناء آلة تعمل بحركة أبدية. أي تعمل أبديا من دون تزويدها بطاقة من الخارج. أو
لا يوجد تغير للحالة تلقائي يستطيع نقل حرارة من جسم بارد إلى جسم ساخن. لا يمكن بناء آلة تعمل عند درجة حرارة معينة تفوق كفاءتها الكفاءة الحرارية لدورة كارنو عند نفس درجة الحرارة. أي عملية تتم من تلقاء نفسها تكون غير عكوسية. أي عملية يحدث خلاها احتكاك تكون غير عكوسية. جميع عمليات الخلط تكون غير عكوسية. أمثلة
مثل 1:
ينتشر غاز فيما يتاح له من حجم توزيعا متساويا. ولماذا ذلك؟ فلنبدأ بالحالة العكسية، ونتخيل صندوقا به جزيئ واحد يتحرك.
المواضيع الأخيرة مكتبة الصور ازرار التصفُّح منتـــــــدى التعــــــليم الثــــــــانوي بـــــسفـــــيزف التعليم الثانوي السنة الثالثة ثانوي هندسة طرائق القانون الأول للديناميكا الحرارية مراجعة الدرس السابق من خلال الأسئلة التالية: س1/ اكتبي قانون حساب الشغل المبذول في العمليات التالية: العملية الإيزوثيرمية – العملية الكظمية ؟ س2/ قارني بين التغيرات ثابتة درجة الحرارة " الإيزوثيرمية " والتغيرات ثابتة كمية الحرارة " الكظمية أو المعزولة " ؟ المعلمة: ولكي نتعرف على القانون الأول لديناميكا الحرارية لنفرض أنه لدينا نظاماً حرارياً مغلقاً مكوناً من غاز محصور في اسطوانة مزودة بمكبس قابل للحركة. كالنظام التالي ماذا يحدث عند تسخين غاز محصور داخل اسطوانة مزودة بمكبس؟ الطالبة: كمية من الحرارة يكتسبها الغاز ونتيجة لذلك فإن الغاز يستخدم هذه الطاقة في: 1/ ترتفع درجة حرارة الغاز وبالتالي تزداد طاقته الداخلية 2/ يتمدد الغاز ويدفع المكبس وعندها فإن النظام يبذل شغل نلاحظ مما سبق أن كمية الحرارة التي يكتسبها النظام تستغل في تغيير الطاقة الداخلية للنظام و الشغل الذي يبذله النظام. المعلمة: إذاً نستنتج: أنه إذا تم تزويد النظام بكمية من الحرارة" طاقة حرارية " " كح "فإن أثر هذه الطاقة الحرارية يظهر في: - تمدد المكبس إلى الخارج عكس الضغط الجوي.