principiul 1

7/25/2019 principiul 1

1/14

Principiul al termodinamicii

Raducanu Andreea Denisa

Universitatea Politehnica Bucuresti

Aplicatii ale Chimiei in Experizele Juridice An I

2016


2/14

Cuprins

1 !otiuni introductive

" De#inirea Principiului $ al termodinamicii

% Procese particulare aplicate

& Coe#icienti caloric

' Aplicatii ale Principiului $ al termodinamicii

( Bi)lio*ra#ia


3/14

Principiul $ al termodinamicii

1. Notiuni introductive

+chim)area starii unui sistem inchis, printr-un proces termodinamic, este insotita de

trans#er de ener*ie intre sistem si mediul exterior sau intre partile componente ale sistemului

+istemul #iind inchis, nu exista schim) de materie cu mediul exterior si nici schim) de ener*ii

asociate schim)ului de materie Ca atare, la un ast#el de sistem pot exista doar doua #orme

*enerale de trans#er de ener*ie. su) #orm/ de caldura 02 prin interactiune termica si su) #orma

de lucru mecanic 032

Lucru mecanic

3ucru mecanic reprezinta ener*ia schim)ata intre sistem si mediul exterior in cursul unei

interactiuni mecanice

3ucru mecanic , 3, reprezinta produsul dintre #orta, 4, si deplasarea, d , a corpului asupra

caruia actioneaza #orta

3 5 46d

3ucrul mecanic si caldura, marimi #izice de aceeasi natura, sunt #orme prin care se

schim)a ener*ie intre un sistem si mediul exterior, ast#el incat lucrul mecanic poate #i

trans#ormat in caldura si caldura in lucru mecanic


4/14

Energia interna

Ener*ia interna unui sistem reprezinta capacitatea acestuia de a #urniza lucru mecanic

Cand asupra unui sistem este e#ectuat lucru mecanic, ener*ia sistemului creste si ast#el

capacitatea acestuia, de a e#ectua la randul sau lucru mecanic, creste Cand un sistem e#ectueaza

lucru mecanic 0dilatarea unui *az2, ener*ia acestuia scade, capacitatea sa de a #urniza lucru

mecanic reducandu-se Ener*ia unui sistem mai poate #i modi#icata si prin trans#er su) #orma de

caldura

U5 Uc7Up7U8

Unde. Uc5 suma ener*iilor cinetice , Up5 suma ener*iilor potentiale , U85 suma ener*iilor intre

particule

Ener*ia *lo)ala a unui sistem are trei component.

-Energia potentiala 0Ep

2, determinata de pozitia corpului in campul de #orte exterioare 0de tip

*ravitational, ma*netic, electric29

-Energia cinetica 0Ec2, determinata de miscarea sistemului in campul exterior de #orte9


5/14

-Energia interna 0U2, proprie corpului, independent/ de #ortele exterioare, este determinata de

miscarea moleculelor si a atomilor a#lati in sistem Ener*ia interna cuprinde ener*iile de

translatie, rotatie :i vi)ratie ale particulelor 0moleculelor, respectiv atomilor2 componente ale

sistemului, ener*iile de interactiune intre particulele sistemului, respectiv ener*iile ce apar la

nivelele electronilor si nucleului, acestea din urma #iind importante in #enomenele analizate de

#izica atomic si nucleara

Ener*iile de translatie, vi)ratie si rotatie alcatuiesc ceea ce se numeste ener*ia de a*itatie

termica Ener*ia de interactiune intre moleculele unui sistem 0ener*ie intermoleculara2, denumita

ener*ie ;an der 82 0de exemplu procesul de

com)ustie2 In mod similar, lucrul e#ectuat de catre mediul exterior asupra sistemului este

considerat pozitiv 03=82, iar cel e#ectuat de catre sistem asupra mediului exterior este considerat

ne*ativ 03>82

5 c 6m 6d?

Unde. c5 caldura speci#ica, m5 masa corpului, dt5 variata de temperatura


6/14

Entalpie

Perechea de varia)ile de stare independente. temperatura si presiunea caracterizeaza

conditiile de des#asurare a reactiilor chimice si proceselor #izico-chimice in *eneral

Aplicand Principiul I al termodinamicii pentru o trans#ormare in#initezimala la presiune

constanta.

d 5 dU 7 pd;5 d0U7p;2 5d@

se o)tine di#erentiala unei #unctii de stare, numita entalpie, care insumeaz/ ener*ia interna cu

lucrul mecanic necesar pentru ocuparea de catre sistem a volumului sau propriu, ;, la presiunea

de lucru p:

@ 5 U 7 p;

Din ultimele doua relatii rezult/ ca la o trans#ormare izo)ara, cantitatea de caldura

primita de sistem, p

, este e*ala cu variatia entalpiei acestuia.

@p5p


7/14

2. Definirea Principiului al termodinamicii

!otiunea de principiu de#ineste o a#irmatie care nu se poate demonstra matematicPrincipiul reprezinta rezultatul studiilor experimentale asupra proceselor din natura El este

acceptat ca atare si nu se cunosc situatii care sa-l in#irme

Principiul $ al termodinamiciiexprima aplicarea le*ii conservarii ener*iei la sisteme termo-

mecanice 0sisteme in care intervine de*aarea, a)sor)tia sau trans#ormarea caldurii2

Primul principiu al termodinamicii, care exprima le*ea *enerala a conservarii si trans#ormarii

ener*iei in procesele termice, cunoaste mai multe #ormulari, printre care.

a2 Ener*ia unui sistem termodinamic izolat se mentine constanta

)2 !u se poate realiza o masina temeinica cu #unctionare continua , care sa produca lucru

mecanic #ara sa consume o cantitate echivalenta de caldura

c2 Caldura poate #i reprodusa din lucru mecanic si se poate trans#orma in lucru mecanic ,

totdeauna in )aza aceluiasi raport de echivalenta In sistemul tehnic, echivalenta dintre

caldura si lucru mecanic . 1cal 5 &"F *# Gm 5 &"FG H,1 !m

d2 Principiul I altermodinamicii(conservarea energiei sistemului) reprezinta c/ldura

transmisa unui sistem se trans#orm/ n variaia ener*iei interne plus lucrul mecanic

e#ectuat 0Joule2

LUQ +=


8/14

Caloria. unitate de masura tolerata pentru caldura e*ala cu cantitatea de caldura necesara

incalzirii unui *ram de apa cu 1oC 1 cal 5 &,1( J

Primul principiu al termodinamiciieste o #orma a le*ii *enerale a conservarii ener*iei,

aplicata in cazul sistemelor termodinamice El a #ost #ormulat in 1&" de catre Julius Ro)ert

von KaLer

Enuntul *eneral este urmatorul: intr-un sistem izolat, energia se conversa indifferent de

transformarile care au loc in interior. Din punct de vedere calitativ, principiul $ indica

posi)ilitatea trans#ormarii ener*iei dintr-o #orma in alta, in cantitati determinate


9/14

3. Procese particulare aplicate

Procesul izocor

Procesul izocor este procesul in care volumul corpului se mentine constant , respectiv ; 0t2 5

costant

In procesele izocore lucrul trans#erat intre sistem si mediul exterior este nul, iar caldura

trans#erata este e*ala cu variatia de ener*ie interna

Procesul izoterm

Procesul izoterm este procesul in care temperature este mentinuta constanta , respective

?0t2 5 constant


10/14

Procesul izobar

Procesul izo)ar este procesul in care presiunea este mentinuta constanta , respectiv

#unctia P0t25 constant

Procesul abiabat

Procesul a)ia)at este procesul in care nu apare schim) de caldura intre sistem si mediul

inconurator , 0t25 8


11/14

. Coeficienti calorici

Caldura speci#icaeste cantitatea de caldur/Tm

Qc

=

necesar/ pentru a nc/lzi 1* cu

1oC

Caldura molaraeste cantitatea de caldur necesar pentru a nclzi 1 mol

cu 1oC

T

QC

=

Gazul cu molecule monoatomice, n=3


12/14

RCv"

%=

Gazul cu molecule biatomice, n=5

RCv"

'=

!elatia intre capacitatile calorice ale ga"ului ideal# ecuatia !o$ert%&a'er

+istemele care sunt ncalzite la presiune constanta, in maoritatea cazurilor, e#ectueaza

lucru mecanic asupra mediului asa inct o parte din ener*ia primita su) #orma de caldura se

intoarce in mediu +e poate spune deci ca in maoritatea cazurilor capacitatea calorica la

presiune constanta a unui sistem este mai mare decat capacitatea sa caloric la volum constant

+e considera un sistem inchis la presiune constana, pentru care este vala)ila relatia .

dU 5 d 7 d3

Dupa o serie de calcule se aun*e la .

Cp CV

= n R

Pentru n51 se o)tine relatia intre capacitatile calorice molare cunoscuta si su) numele de

relatia Ro)ert-KaLer.

Cp,m

C;,m

5 R

Constanta universala a *azelor per#ecte, R, reprezinta surplusul de caldura necesar pentru

dilatarea unui mol de *az per#ect la incalzirea izo)ara cu 18C #ata de incalzirea izocora tot cu

18C ultima avand loc #ara dilatare


13/14

. plicatii ale Principiului al termodinamicii

+isteme de incalzire a locuintelor

+copul tuturor acestor sisteme, este de a compensa pierderile de caldura prin peretii

locuintelor si prin sistemul de ventilare, respectiv de a asi*ura eventual necesarul de caldura

pentru prepararea apei calde menaere.

+istemul de incalzire prin podea, asi*ura o distri)utie mai )una a temperaturii aerului n locuinta

6. *i$liografie

1 http.MMNNNtermoutcluroMpd#M8"aOprincipiul1Oteoriepd#

" http.MMidduniv-ovidiusroMtutorialsMcursuriM4IKMI!HM8"PrimulQ"8principiuQ"8al

Q"8termodinamiciipd#
http://www.termo.utcluj.ro/pdf/02a_principiul1_teorie.pdfhttp://idd.univ-ovidius.ro/tutorials/cursuri/FIM/ING9/02Primul%20principiu%20al%20termodinamicii.pdfhttp://idd.univ-ovidius.ro/tutorials/cursuri/FIM/ING9/02Primul%20principiu%20al%20termodinamicii.pdfhttp://idd.univ-ovidius.ro/tutorials/cursuri/FIM/ING9/02Primul%20principiu%20al%20termodinamicii.pdfhttp://idd.univ-ovidius.ro/tutorials/cursuri/FIM/ING9/02Primul%20principiu%20al%20termodinamicii.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/pdf/02a_principiul1_teorie.pdf


14/14

% D. Geana , Termodinamica chimica Teoria echilibrului intre faze si chimic, Editura Politehnica

Press,2003

& https.MMNNN*oo*leroMsearch

S5lucru7mecanicTsource5lnmsTt)m5ischTsa5Tved58ahUVENi#8#OFmVzVAh;IO+NV@Wc

1AEOAUIBL*BT)iN51%((T)ih5((FXim*rc5morJnOY+%sEEKQ%A

' D Badiu, ! 4lorescu, A Petrescu, A Popescu, K Popescu, ; Popescu, +tate, C

?randa#ir, K ; ?randa#ir, K ;oiculscu, Bacalaureat-4izica, Editura imnasium
https://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3Ahttps://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3Ahttps://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3Ahttps://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3Ahttps://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3Ahttps://www.google.ro/search?q=lucru+mecanic&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwif0f_7mKzKAhVI_SwKHZc1AQEQ_AUIBygB&biw=1366&bih=667#imgrc=moGrJn_OS3sEEM%3A

principiul 1

Documents