Corpurile macroscopice sunt formate din atomi si molecule, constituenti microscopici, ce se afla in continua miscare, numita miscare de agitatie termica.
In descrierea proprietatilor corpurilor s-au dezvoltat doua metode de cercetare, metoda termodinamica si metoda cinetico-moleculara (metoda statistica).
Termodinamica - descoperirea masinii cu vapori (J. Watt 1770) a condus in secolul XIX la studiul relatiilor dintre fenomenele calorice si cele mecanice, deci la studiul conditiilor de transformare a caldurii in lucru mecanic. Din acest studiu se naste termodinamica, care studiaza problemele fundamentale ale sistemelor fizice la scara macroscopica, stabilind relatii cantitative intre marimile direct observabile, cum ar fi presiunea, volumul, temperatura, fara a lua in considerare structura interna.
Teoria cinetico-moleculara - porneste de la structura microscopica de atomi si molecule, constituenti aflati intr-o perpetua miscare dezordonata. Parametrii microscopici, cum ar fi: masa, viteza, energia medie a constituentilor, determina parametrii macroscopici amintiti mai sus. Avand in vedere ca un sistem fizic este constituit dintr-un numar foarte mare de constituenti microscopici nu se poate vorbi decat de o anumita probabilitate de realizare a unei stari microscopice, stabilite pe baza teoriei probabilitatilor.
1. Notiuni fundamentale
a) Sistem fizic - orice portiune de univers delimitata imaginar sau prin frontiere materiale, ce contine un numar foarte mare de constituenti (molecule, atomi, electroni, fotoni). Restul universului se numeste termostat sau mediu inconjurator.
Sistemele fizice pot fi alcatuite numai din substanta, numai din camp sau atat din substanta cat si din camp.
b) Sistem izolat - reprezinta sistemul in care nu se stabilesc nici un fel de interactiuni cu mediul inconjurator, notiune care, desigur reprezinta un gaz ideal.
c) Sistem inchis - este sistemul la care pot exista interactiuni cu mediul inconjurator dar nu exista shimb de substanta.
d) Parametrii de stare - reprezinta numarul minim de marimi fizice care pot caracteriza la un moment dat starea unui sistem.
Majoritatea sistemelor termodinamice sunt caracterizate prin parametrii de stare p, V, T. Cand sistemul nu schimba constituenti cu termostatul, parametrii de stare sunt legati printr-o relatie:
(1) f (p, V, T) = 0
numita ecuatie de stare. Daca parametrii de stare a unui sistem raman constanti, cand nu se schimba conditiile exterioare, atunci el se afla intr-o stare stationara.
e) Transformarea reversibila - indeplineste conditia ca trecerea de la starea finala a sistemului la cea initiala se realizeaza prin aceleasi stari intermediare, dar parcurse in sens invers decat transformarea directa de la starea initiala ( I ) la cea finala ( F ). Cand transformarea F->I se realizeaza pe alta cale decat cea corespunzatoare transformarii directe I->F, atunci transformarea este ireversibila.
f) Transformarea ciclica - in care sistemul evolueaza astfel incat starea finala este identica cu cea initiala. Cand cele doua stari I si F sunt diferite sistemul a suferit o transformare neciclica sau deschisa.
g) Notiunea de temperatura
Cand doua sisteme macroscopice cu stari de incalzire diferita nu sunt izolate, are loc un transfer de caldura de la un sistem la altul. Daca procesul se desfasoara de la sine, transferul se face in sens unic, de la corpul mai cald la corpul mai rece. Acest transfer de energie termica se realizeaza in procesul constituientilor microscopici din cele doua sisteme.
Transferul de energie inceteaza in mometul cand sistemele ajung
intr-o stare unica, caracterizata prin acelasi grad de incalzire, numita stare de echilibru termodinamic.
Marimea ce caracterizeaza starea de incalzire a unui sistem se numeste temperatura.
2. Teoria cinetico-moleculara a gazelor
Deducerea proprietatilor macroscopice din cele microscopice se simplifica pentru un sistem cu o structura microscopica mai simpla, cum este gazul perfect sau ideal.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
