43. Hőtani alapfogalmak

1. Halmazállapotok:

Tudjuk azt, hogy a víz különböző hőmérsékleteken jéggé és gőzzé is átalakulhat.
A vizet, a jeget és a gőzt is vízrészecskék alkotják, de a köztük lévő kölcsönhatás más és más. Ennek megfelelően azt mondhatjuk, hogy a víznek 3-féle halmazállapota lehet.
Általános esetben is elmondható, hogy ugyanannak az anyaghalmaznak 3-féle megnyilvánulási formája lehet:

• Szilárd
• Folyékony
• Légnemű
• (Plazma: ionizált gázáram)

A halmazállapotok kialakulásának okainak megértéséhez modellezni kell az anyaghalmazokat.

A. A gázok modellezése:

• A gázokat sok, kicsi, gömbölyű részecske alkotja.
• A részecskék rendezetlenül mozognak.
• A mozgásuk során egymással és az edény falával ütköznek.
• A gázok alakja és térfogata változó (kitöltik a rendelkezésre álló teret).
• A gázok összenyomhatók.

Gázok (és folyadékok) rendezetlen mozgása: hőmozgás, vagy más néven Brown-féle mozgás.


B. A folyadékok modellezése:

• A folyadékokat is sok, kicsi, gömbölyű részecske alkotja.
• A részecskék egymáson elgördülhetnek.
• A folyadékok alakja változó, térfogata állandó.
• A folyadékokat nem lehet összenyomni.

Diffúzió (elkeveredés):
A folyadékokban végbemenő részecskeáramlás. A nagyobb sűrűségű helyről a kisebb sűrűségű helyre addig áramlanak a részecskék, amíg a sűrűség mindenütt azonos nem lesz. Oldatok esetén az anyagáramlás a nagyobb koncentrációjú (töménységű) helytől a kisebb koncentrációjú hely felé irányul.

C. A szilárd anyagok modellezése:

• A szilárd anyagokat is sok, kicsi, gömbölyű részecske alkotja.
• A részecskék helyhez kötött, rezgő mozgást végeznek.
• A szilárd anyagok alakja is, és térfogata is állandó.
• Nem nyomhatók össze (kivéve a rugalmas anyagokat).

(Az amorf (alaktalan) anyagok (pl. gumi) szerkezete szabálytalan, a kristályos anyagoké szabályos)

Észrevétel:

2. Halmazállapot változások:

Energiaközlés, vagy elvonás hatására a testek halmazállapota átalakul. A 3-féle halmazállapot között 6-féle halmazállapot-változást ismerünk:

• Olvadás
• Fagyás
• Párolgás, forrás
• Lecsapódás
• Kondenzáció (kicsapódás): pl. kondenzcsík
• Szublimáció: pl jód, kámfor, naftalin, szárazjég

3. Hőtani jellemzők:

Alapvető fizikai jellemzők:

• Részecskék száma (N)
• Térfogat (V)
• Nyomás (p)
• Hőmérséklet (t, T)

A. Részecskeszám:
Az anyaghalmazt alkotó részecskék száma.
(Zárt rendszer esetén nem változik)

B. Térfogat:
A zárt térrész mérete.

Poén:

 

C. Nyomás:
Gázok esetén:
A gáztartályban levő részecskéknek az edény falával való ütközéséből származik.

Légnyomás:
A levegőoszlop súlyából származó nyomás.

Folyadékok esetén:
Hidrosztatikai nyomás: a folyadékoszlop súlyából származó nyomás.

Szilárd anyagok esetén:
Képlete:
Nyomás = Nyomóerő / nyomott felület
 p = F/A
Jele:
 p(press)
ME:
 Pascal, Pa