Lucrul mecanic în termodinamică, Căldura, Caloria, Căldura specifică

Lucrul mecanic în termodinamică

Schimbul de energie dintre un sistem termodinamic închis şi mediul exterior poate avea loc în două moduri: prin efectuare de lucru mecanic sau prin transfer de caldură.

Măsura energiei transferate sistemului în condiţiile interacţiunilor care au drept rezultat o variaţie a parametrilor de poziţie sub acţiunea unor forţe, este lucrul mecanic.

L = pΔV

În cazul destinderii, gazul efectuează lucru mecanic asupra mediului exterior, deci L > 0, (Vf > Vi), iar dacă în condiţii similare, gazul s-ar fi comprimat, atunci L < 0 (Vf < Vi).

Pentru o transformare izocoră, neexistând variaţie a volumului, gazul nu schimbă energie sub formă de lucru mecanic cu mediul exterior: V = const. deci ΔV = 0 şi L = 0.

Lucrul mecanic este o măsură a variaţiei energiei sistemului prin mişcarea ordonată a moleculelor într-un proces.

Căldura

O altă modalitate prin care un sistem termodinamic efectuează schimb de energie cu mediul exterior se datorează ciocnirilor dintre molecule. Acestea se produc dacă există contactul termic. Rezultatul observabil la nivel macroscopic este realizarea echilibrului termic.

Forma de energie transferată între corpurile aflate în contact termic se numeşte căldură.

Q = K · ΔT

unde factorul de proporţionalitate K este numit capacitate calorică.

Când un corp primeşte căldură, în general temperatura lui creşte deci Q > 0, iar când cedează, temperatura scade şi Q < 0.

Pentru o transformare adiabatică, deşi ΔT este diferit de zero, sistemul nu primeşte şi nu cedează căldură, deci Q = 0.

* Pentru orice corp, K > 0. Totuşi, în cazul adiabatic, Q = 0 deci K este nul; în alte situaţii capacitatea calorică poate fi negativă.

Spre deosebire de lucrul mecanic, căldura este o măsură a variaţiei energiei sistemului prin mişcări dezordonate ale moleculelor în cursul unui proces.

Lucrul mecanic în termodinamică, Căldura, Caloria, Căldura specifică

Caloria

Pentru măsurarea cantităţii de căldură se mai foloseşte încă din motive de tradiţie, o unitate numită calorie.

Caloria reprezintă cantitatea de căldură necesară unui gram de apă pură, în condiţii normale de temperatură şi presiune pentru a-i ridica temperatură cu un grad, de la 14,5 la 15,5° C.

1 cal15 = 4,182 J

Căldura specifică

Cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi o unitate de masă dintr-o substanţă, astfel încât temperatura ei să varieze cu un grad se numeşte căldură specifică.

c = Q/mΔT

[c]SI = J/kg·K

* Capacitatea calorică este o mărime ce caracterizează sistemul termodinamic.
* Căldura specifică este o mărime caracteristică substanţei.


Lucrul mecanic în termodinamică, Căldura, Caloria, Căldura specifică publicat: 2017-11-08T15:48:08+00:00, actualizat: 2017-11-08T17:22:43+00:00 by Colegiu.info