Elektrosztatikai klcsnhatsokAlapjelensgek:Mr az kori grg ember
is azon gondolkozott, hogy mirt lehet az, hogy a borostynk hasznlat
kzben vonzza maghoz a kisebb mret dolgokat. Mra mr inkbb azt
figyelhetjk meg, hogy a megdrzslt vonalz maghoz vonzza a
paprfecnit, s hogy kosrlabdzs kzben megrzzuk egymst, ha egymssal
rintkeznk.Alapksrletek:Drzsljnk meg egy ebonit rudat egy szrmvel, s
tartsuk kzel egy bodzabl-, vagy egy alumniumgolyhoz. rdekes dolgot
tapasztalhatunk: az ebonit rd a golycskt maghoz vonzza.Egy msik
ksrlet, hogy drzsljnk meg egy ebonit rudat, majd kzeltsk azt, egy
msik felfggesztett, szintn megdrzslt ebonit rdhoz. Azt fogjuk ltni,
hogy a felfggesztettet tasztja azt, amelyiket fel tartjuk.
Magyarzat:Drzslskor tltsek lpnek t a drzsl test, s a drzsl eszkz
kztt. Teht az egyik test pozitv, a msik negatv elektromos llapotba
kerl. Teht mikor az ebonit rudat a szrmvel drzsltk, akkor az ebonit
rdra kerltek az elektronok, teht negatv elektromos llapotba kerlt,
mg a szrme leadta elektronjait, gy kerlt pozitv elektromos
llapotba. Amikor a kt negatv llapot ebonit rudat kzelttettk
egymshoz, azok tasztottk egymst, ebbl levonhatjuk azt a
kvetkeztetst, hogy azonos elektromos llapot testek tasztjk
egymst.Hogyan mutathat ki, hogy egy test elektromos llapotban
van?Klnbz eszkzket is hasznlhatunk a cl rdekben, pl. egy
elektroszkpot, vagy a mg specilisabb Braun-fle
elektroszkpot.Coulomb-fle ertrvnyKt elektromos tltssel rendelkez
pontszer test kztt er lp fel, az er egyenesen arnyos a kt test
elektromos tltsvel, fordtottan arnyos a kztk lv tvolsg
ngyzetvel.Teht: A k a Coulomb-fle lland, mrtke: Egy elektron
tltse:
Kondenztorok 2 feltlttt fmlemez egymssal prhuzamosan a
kondenztor sszesrti az elektromos mezt a kt fmlemez kztti trben
belsejben homogn elektromos mez jn ltre lemezek kztt feszltsg
mrhet: kapacits: tltsbefogad-kpessg , valamint , ahol vkuum avagy
relatv dielektromos lland lemezek kztti tvolsg lemezek fellete
kondenztor kapacitsnak nvelse lemezek kzeltse lemezek felletnek
nvelse szigetelanyag a lemezek kztt ( tmbkondenztor (hossz lemez
fel van tekerve) forgkondenztor (vltoztathat kapacits)Kondenztorok
kapcsolsai azt vrjuk el a helyettest kondenztoroktl, hogy tlts s
feszltsg tekintetben ugyanolyan viszonyokat teremtsenek, mint az
ered kondenztor soros kapcsols prhuzamos kapcsols vegyes kapcsols
ebben az esetben a soros s prhuzamos kapcsols szablyait kell
alkalmaznunk, a vegyes kapcsols rszeinek ered rtkeinek kiszmtshoz
ezeknek a tovbbi rszeknek az eredit ugyanolyan mdszerrel szmoljuk
ki, addig amg el nem jutunk az egyetlen helyettest
kondenztorhoz
Az elektromos mez munkja Homogn elektromos mezben: Elektromos
feszltsg Az elektromos mez ltal vgzett munka egyenesen arnyos az
alkalmazott ponttlts (prbatest) elektromos tltsvel. A kt mennyisg
hnyadosa lland, neve elektromos feszltsg. jele: U; mrtkegysge (volt
A. Volta) A feszltsg eljeles skalrmennyisg Szmrtkileg megmutatja,
hogy mekkora munkt vgez az elektromos mez az egysgnyi pozitv tlts
prbatesten, mikzben az a mez A pontjbl a B pontba jut. Homogn
mezben:
Elektromos potencil Egy adott pont elektromos potencilja
megmutatja, hogy mennyi munkt vgez az elektromos mez az adott
egysgnyi tlts prbatesten, ha azt az elektromos mezadott pontjbl az
nknyesen vlasztott nulla szinthez visszk. Az el. feszltsg az el.
potencilok klnbsge. (hasonl a fldrajzi tengerszint feletti
magassghoz) Ekvipotencilis pontok: azonos el. potencil pontok az
el. mezben Homogn el. mezben lv ponttlts el. potencilis energija:
Ponttlts elektromos mezeje
Energetikai jellemzs potencilis energia ponttltsre homogn el.
Mezre
Az ram a konyhas ionrcsos anyag kristlyrcs rcspontjaiban ionok
vannak egyms melletti ellenttes tlts rszecskk kztt vonz klcsnhats
ionkts a kristlyos konyhas nem vezeti az elektromos ramot
(szigetel) de olvadka s oldata vezet sztbontottuk a kristlyrcsot a
benne lv tltsek mr kpesek elmozdulni kls elektromos mez hatsra
elektromos ram: elektromos tltsek egyirny vndorlsa kls elektromos
mez hatsra anyagok elektromos vezetkpessgk alapjn: vezetk fmek
ionvegyletek oldata / olvadka grafit (delokalizlt elektronok)
elektrolitikus disszocici elektrolitok flvezetk bizonyos krlmnyek
kztt vezetk, ms krlmnyek kztt szigetelk pl.: Si, Ge szigetelk
atomrcs molekularcs ionrcs elektromos ramerssg: az elektromos ram
szmszer jellemzsre szolgl alapmennyisg intensitas A vezet teljes
keresztmetszetn tfolyt elektromos tlts egyenesen arnyos az tfolyats
idejvel, ahol az arnyossgi tnyez az elektromos ramerssg.
Faraday-trvnyek I. trvny A kivlt anyag tmege egyenesen arnyos az
elektroliton tment tlts nagysgval: A kivlt anyag mennyisge egyenlsg
formjban is felrhat: , ahol a k kmiai egyenrtk. Az elektrokmiai
egyenrtk megmutatja, hogy 1 coulomb nagysg tlts mekkora tmeg
anyagot vlaszt ki, avagy megmutatja, hogy 1 amper erssg ram 1
msodperc alatt mekkora tmeg anyagot vlaszt ki. II. trvny Az
elektrolzis sorn ugyanaz a tltsmennyisg a klnbz elektrolitokbl
kmiailag egyenrtk mennyisgeket vlaszt ki, msknt valamely anyag
kmiai egyenrtkslya s elektrokmiai egyenrtke egymssal egyenesen
arnyosak: = lland = F: Faraday-lland, rtke:
Elektromos mrmszer mkdseHozzvalk: mgnes fmprofil vezetkeret
spirlrugA mrmszerben tallhat mgnes kzel homogn elektromos mezt hoz
ltre. Benne egy vezetkeret tallhat, amelybe, ha ramot vezetnk,
elfordul az elektromos ram mgneses hatsa miatt. Ms esetben addig
fordulna el a vezetkeret, mg az ltala s a mgneses indukcivonalak
ltal bezrt szg 0 nem lenne, s gy a mrsnk sem sikerlne. Itt azonban
a vezetkeret krl egy fmprofilt tallunk, mely a mgneses
indukcivonalakat gy irnytja, hogy azok mindig merlegesek legyenek a
vezetkeret skjra. Mivel a vezetkeret elfordul, forgatnyomatk hat r,
melyet a mgneses mez fejt ki r. Ez a forgatnyomatk egyenl lesz
azzal a forgatnyomatkkal, amelyet a vezetkeret tengelyn elhelyezett
spirlrug fejt ki ellenhatsknt. Mivel a rugban bred forgatnyomatk
egyenesen arnyos a rug elfordulsval, s a mgneses mez forgatnyomatka
egyenesen arnyos a vezetkeretben foly ramerssggel, ezrt a rug
elfordulsa is egyenesen arnyos az ramerssggel.gy neknk csak annyi a
dolgunk, hogy a rugra helyezett plcika alapjn leolvassuk az
elforduls szgt, s ebbl kvetkeztessnk az ramerssgre.Mrmszerek
bekapcsolsa az ramkrbe: ampermr: sorosan voltmr: prhuzamosanMrmszer
mrsi hatrnak kiterjesztse annak n-szeresre: ampermr: sntellenlls
vele prhuzamosan, melynek ellenllsa az ampermrjnek az -ed rsze
voltmr: eltt-ellenlls vele sorosan, melynek ellenllsa a voltmrjnek
az -szerese
Ohm-trvny s fogyasztk kapcsolsaA vezetkszakaszon es feszltsg
egyenesen arnyos a rajta thalad ramerssggel, ahol az arnyossgi
tnyez R (a vezetk ellenllsa), amely a vezetkszakaszra jellemz lland
rtk. Ez Ohm trvnye vezetkszakaszra.
Szmrtkileg megmutatja, hogy mekkora feszltsget kapcsoljunk a
vezetkszakaszon a fogyasztra, hogy benne 1 amper erssg ram haladjon
t.Az ellenlls fgg:- vezetk hossztl- vezetk keresztmetszet terlettl-
vezetk hmrsklettlA vezetkszakasz ellenllsa egyenesen arnyos a
vezetkszakasz hosszval, fordtottan arnyos a keresztmetszetnek
terletvel, ahol az arnyossgi tnyez a fajlagos ellenlls (), anyagi
minsgtl fgg lland. Ohm-trvny teljes ramkrre vonatkoz alakja
figyelembe veszi a feszltsgforrs bels ellenllst is.Fogyasztkat
kapcsolhatjuk sorosan:- prhuzamosan:
Egyb ramkri elemek kapcsolsaFeszltsgforrsokTbb feszltsgforrst is
kapcsolhatunk egymshoz, a fogyasztkhoz hasonlan sorosan vagy
prhuzamosan.Feszltsgforrsok soros kapcsolsaAzonos plusokkal trtn
kapcsolsElektromotoros er: Bels ellenlls: Ellenttes plusokkal trtn
kapcsolsElektromotoros er: Bels ellenlls: Feszltsgforrsok prhuzamos
kapcsolsaElektromotoros er: Bels ellenlls: Mrmszerek kapcsolsa az
ramkrbe, mrshatruk kiterjesztseAmpermrAz ramerssg mrt sorosan
kapcsoljuk az ramkrbe.Mrshatrnak kiterjesztse sntellenllssal
trtnik. Ez az ampermrvel prhuzamosan kapcsolt ellenlls elvezeti a
felesleges ramot. A sntellenlls ellenllsnak nagysga: VoltmrA
voltmrt prhuzamosan kapcsoljuk az ramkrbe. Mrshatrnak kiterjesztse
eltt-ellenllssal trtnik. Ez a voltmrvel sorosan kapcsolt
ellenlls.Az eltt-ellenlls ellenllsnak nagysga:
Az elektromos ram hhatsaMindennapi letnk sorn szmtalana
alkalommal tallkozunk az jelensggel elektromos rammal mkd eszkzk
hkibocstsval, elg pldnak felhozni a stt, vasalt vagy az izzlmpkat.
Az elektronok mozgst vizsglhatjuk egy katdsugrcsben. Itt gyorst
feszltsg gyorstja az elektronokat, mikzben az elektromos mez munkt
vgez rajta. Ebben az esetben nem kell fkez hatst figyelembe venni
vkuumban nincs ilyen. Teht itt a munkattel rtelmben az elektronok
mozgsi energijnak megvltozsa az elektromos mez munkjval lesz
egyenl.
Egy ltalnos eset az elektronok mozgsa fmes vezetben. A gyorsul
elektronokra a pozitv fmatomtrzsek gyakorolnak a kzegellenllsi erhz
hasonl fkez hatst, minek kvetkeztben az elektronok egy id utn nem
gyorsulnak tovbb. A gyorstsra fordtott munka egy rsze a
fmatomtrzsekben oszlik el, nagyobb fellet rezgseket eredmnyezve.
Msik rszt a fm h formjban bocsjtja ki. Vgeredmnykpp a mozgsi
energia megvltozsa itt is az elektromos munkval lesz egyenl. Ez
Joule trvnye.Ennek segtsgvel tudunk teljestmnyt is szmolni:
lland mgneses mez Az olyan mezt, amelyet mozg tltsek keltenek,
mgnes meznek nevezzk. Az ramjrta vezetknek is van mgneses mezeje. A
mgneses mezt a kr szrt vasreszelkkel ki lehet mutatni. A
magnetomter a mgneses mez mrsre alkalmas mszer ez ltalban egy
rammal jrt vezetkeret A mgnesbe helyezett rammal jrt vezetkeret
elfordul forgatnyomatk hat r A mez tetszleges pontjban csak egy
olyan irny, amelybe a magnetomter tengelye bell, az ilyen helyzet
magnetomter egyenslyban van, vagyis nem hat r forgatnyomatk. A mez
adott pontjban mrhet maximlis forgatnyomatk teht az egyenslyi
helyzetbl merlegesen elforgatott helyzetekben hat a magnetomterre
ez az albbi kplettel szmthat ki: a mgneses mez ltal keltett forgat
nyomatk egyb esetben a sszefggs alapjn szmthat ki ahol a vezetkeret
s az indukcivonal ltal bezrt szg.
rammal jrt vezetre hat er mgneses mezben Az olyan mezt, amelyet
mozg tltsek keltenek, s amely csak mozg tltsekre fejt ki ert,
mgneses meznek nevezzk. Er nagysga fgg: A mgneses mez nagysgtl Az
ram ersgtl Vezetszakasz hossztl Indukci a mez pontjait jellemz
mennyisget a mez adott pontbeli mgneses indukcijnak nevezzk Az A
terlet felleten merlegesen thalad indukcivonalszmot mgneses
fluxusnak vagy indukcifluxusnak, rviden egyszeren csak fluxusnak
nevezzk Hossz egyenes ramjrta vezet Az indukcivonalak irnyt jobb
keznk segtsgvel hatrozhatjuk meg: jobbkz-szably Hossz egyenes
ramjrta vezet krl a mgneses indukcivonalak zrt koncentrikus krk.
Krvezet A krvezet kzppontjban a mgneses trerssget jobbkz-szably
segtsgvel hatrozhatjuk meg Egyenes tekercs ramjrta tekercs mgneses
ternek jelents rsze a tekercs belsejben van, azon kvl
elhanyagolhat. A tekercsben kialakul mgneses mez kzel homogn.
Maxwell trvnyek(I. s II. trvny)James Klerk Maxwell skt fizikus
1864-ben rta le ismert trvnyeit. sszesen 4 ilyen trvnyt tartunk
szmon. Az els kett az elektromos mezrl, a harmadik s a negyedik
pedig a mgneses mezrl szl.Maxwell I. trvnye (Gauss
trvny):Elektromos forrserssg: Zrt tartomnyra vonatkozik. Megadja,
mennyi a klnbsge a tartomnybl kilp s az oda belp elektromos
ervonalak szmnak.Elektromos forrserssg:Jele: NEMrtkegysge: Vkuum
permittivits (vkuum dielektromos lland):Jele: 0rtke:
0=8.8510-12
NE a tartomnyban lv tltsek algebrai sszegtl fgg.Az arnyossgi
tnyez a vkuum permittivits.
Nyugv elektromos tltsek ltak ltrehozott mez forrsa maga az
elektromos tlts.Maxwell II. trvnye (Faraday indukcis
trvnye):Faraday ksrletei ta ismert, hogy ha egy zrt vezetkr felletn
a mgneses tr fluxusa vltozik, akkor a vezetben ram indul meg. Ez a
vltoz mgneses tr ltal induklt elektromos tr jelenltre utal, hiszen
a tltseket a fellp elektromos er mozgatja.
rvnyessg
A mgneses indukci vltozsa elektromos teret indukl, amelynek
irnya ellenkez mint az t ltrehoz vltozs.
Maxwell trvnyek(III. s IV. trvny)Maxwell III. trvnye:(Gauss
mgneses trvnye)A mgneses mez forrsmentes (nincsenek mgneses
tltsek), vagyis brmely zrt felleten thalad teljes mgneses
indukcifluxus zrus, azaz brmely trrsz mgneses forrserssge
nulla:
Ez azrt van, mert nem lehet egymstl elvlasztani a mgneses -i s
D-i plust Mgneses monoplus nem ltezik, csak mgneses diplus.Maxwell
IV. trvnye:(Ampre-fle gerjesztsi trvny)A legegyszerbb elemi mgneses
tltsrendszer a diplus. Ennek megfelelen egy zrt felletre vonatkoz
mgneses indukci fluxusa zrus a felleten, mivel az ervonalak zrtak,
gy vagy teljesen a trfogaton bell haladnak, vagy ha kilpnek, akkor
vissza is kell lpnik.Az elektromos mez idbeli vltozsa rvnyes
mgneses mezt kelt:
Szilrd anyagok s folyadkok htgulsa Lineris htguls trvnye: Egy
szilrd anyag hosszvltozsa egyenesen arnyos a hmrskletvltozssal, az
anyag kiindulsi hosszval, ahol az arnyossgi tnyez , a lineris
htgulsi egytthat. Ez anyagi minsgtl fgg lland. szmrtkileg
megmutatja, hogy mennyivel vltozik meg az egysgnyi hosszsg szilrd
anyag hossza, ha a hmrsklett egysgnyivel megvltoztatjuk. Felleti- s
trfogati htguls esetn megjelenik egy dimenzis szorz is az
egyenletben Szilrd anyagok srsg vltozsa: Mivel a folyadkoknak
nincsen sajt alakjuk, csak felveszik a troledny alakjt, gy lineris
s felleti htgulst nem figyelhetnk meg, teht csak trfogati htgulsrl
beszlhetnk : trfogati htgulsi egytthat ltalnos tapasztalatunk, hogy
a hmr vegtartlyban a folyadk szintje megemelkedik. Ennek
magyarzata, hogy a folyadkok htgulsa (ltalban) nagyobb, mint a
szilrd anyagok. (azonos V0 s T esetn) A vz klnleges htgulsa: -on a
legmagasabb a srsge
Gzok llapotvltozsallapothatrozkA gzok fizikai llapotnak
jellemzsre az fizikai mennyisgek szolglnak, melyek lerjk a gz
llapott.llapothatrozk csoportostsa: extenzv:(a rszrendszerek
egyestsekor a mennyisg sszegzdik) intenzv: (a rszrendszerek
egyestsekor a mennyisg kiegyenltdik) Boyle-Mariotte-trvnyA
BoyleMariotte-trvny kimondja, hogy egy adott mennyisg idelis gz
trfogatnak s nyomsnak szorzata egy adott hmrskleten lland.
Gay-LussacI. trvnye: lland nyoms mellett a gz trfogata s a
hmrsklet hnyadosa lland.
II. trvnye: Az lland trfogat gz nyomsa egyenesen arnyos a gz
hmrskletvel.
Egyestett gztrvnyA Boyle-Mariotte s a Gay-Lussac trvnyeibl
sszevonva kaphatjuk az egyestett gztrvnyt.
Az llapotegyenlet alkalmazsaAz llapotegyenletet a gzok
vltozsaival, llapotukkal kapcsolatos szmtsokhoz hasznljuk. Az
egyestett gztrvnyhez kpest itt mr nem szksges a gzok lland
anyagmennyisge, viszont egy j lland, az egyetemes gzlland (R)
tallhat benne:, ahol R=8,314 J/kgmolAz llapotegyenletbl knnyen
kifejezhet az anyag molris trfogata:
Az adott gz srsgt is kifejezhetjk belle:
A gzok parcilis nyomsa is ezen egyenlet segtsgvel szmthat
ki.(Parcilis nyoms: az a rsznyoms, amit akkor fejtene ki a gzelegy
adott komponense, ha az egyedl tlten ki a rendelkezsre ll teljes
trfogatot.)Jele: Mrtkegysge: Kiszmtsnak egyenlete:
Az llapotegyenletet ezek mellett a nyoms rtelmezsekor hasznljuk:
=lland Boltzmann-lland: A gzokban az energia egyenletesen oszlik el
a szabadsgi fokokon:
A rszecskk energiatrolsa mozgsukbanAz x irnyba es
energiakomponens kiszmtsa: rszecskeszm Boltzmann-lland
x irnyba es energiakomponens egy rszecskre jut energiakomponens
Ha nvelem a rendszer hmrsklett, akkor a benne lv rszecskk nagyobb
energival mozognak A gzokban nincs kitntetett irny, ezrt:
energiatrolsi lehetsgek szma itt 3Energia egyenletes eloszlsnak
elve (ekvipartci ttele): Mivel a gzokban nincs kitntetett irny,
ezrt az egy rszecskre jut energiakomponensek tlaga x, y s z irnyban
megegyezik, azaz az energia egyenletesen oszlik el az energiatrol
szabadsgi fokok kzttsszenergia: energiakomponensek sszege
A bezrt gzrszecskk ltal trolt energia: db rszecskre Bels
energia: a rszecskk mozgsbl szrmazik:
halad: x, y, z irnyban forg: x, y, z tengely mentn rezgs kzel
lland tvolsgban vannak egymstl a rszecskk 3 haladsi + 3 forgsi
szabadsgi fok
(kivve, ha geometriai okok miatt gtolt az energiatrols)Szabadsgi
fok (f): fggetlen energiatrolsi lehetsgek. Forg mozgsnl ha a
tengelyhez kzel vannak a pontok, akkor nem sok energit
trolSzabadsgi fokok szma a molekula alakjtl
fggen:alakgmblinerisegyb
haladsi f333
forgsi f023
f356
atomok,nemes gzokktatomos molekulktbbatomos molekulk
A htan I. fttele s alkalmazsa az egyes llapotegyenletekre A
rendszer bels energijnak megvltozsa hkzlssel s munkavgzssel
trtnik.
Szilrd s folykony anyagoknl , mivel elhanyagolhat, gzok esetben
viszont nemIzochor llapotvltozs
Mivel , ezrt a leadott vagy felvett h mennyisge egyenl lesz a
bels E megvltozsval.
Izobr llapotvltozs
A befektetett h a bels E megvltozsra s a gz munkjra
fordtdik.
Izoterm llapotvltozsIzoterm krlmnyek kztt a bels E vltozs nulla,
s a krnyezet munkja a grbe alatti terlettel egyenl.
Adiabatikus llapotvltozsEgy folyamatot akkor neveznk
adiabatikusnak, ha nincs id a rendszer s a krnyezet kztti
hcserre
Lineris llapotvltozs
Gzok hkapacitsaEgy rendszer hkapacitsa megadja, hogy mennyi ht
(Q) kell kzlni a rendszerrel, hogy hmrsklete (T) egy kelvinnel
emelkedjk. Jele: C, mrtkegysge: J/K. Matematikailag megfogalmazva:
a hmennyisg hmrsklet szerinti differencilhnyadosa:Fajlagos
hkapacits:A fajlagos hkapacits (rgi nevn fajh), megadja, hogy
mennyi ht kell kzlni egysgnyi tmeg anyaggal ahhoz, hogy a hmrsklete
egy fokkal megemelkedjk. Jele: c, mrtkegysge: J/(kgK).A hkzls ktfle
mdon trtnhet: vagy lland trfogaton (izochor folyamatban), vagy
lland nyomson (izobr folyamatban). Az lland nyomson tartott
rendszer hkapacitsa mindig nagyobb, mint az lland trfogat
rendszer.Ha a rendszerrel lland trfogaton kzlnk ht, az a rendszert
alkot rszecskk atomok, molekulk bels energijnak a nvekedsre
fordtdik. Ha viszont a hkzls lland nyomson trtnik, akkor a hkzls
sorn bekvetkez hmrsklet-vltozs nem csak a rszecskk mozgsi energijt
nveli, hanem a rendszer htgulst, trfogat-nvekedst is eredmnyezi,
ami trfogati munka vgzsvel jr. A trfogatvltozs miatt lland nyomson
mindig nagyobb ht kell kzlni ugyanazon rendszerrel, mint lland
trfogaton, hogy azonos nagysg hmrsklet-nvekedst rjnk el, ezrt kt
fle hkapacitst klnbztetnk meg.lland trfogaton mrt hkapacits:
lland nyomson mrt hkapacits:
A molris hkapacits megadja, hogy mennyi ht kell kzlni egysgnyi
anyagmennyisg anyaggal ahhoz, hogy a hmrsklete egy fokkal
megemelkedjk. Jele: Cm, mrtkegysge: J/(mol/K).lland trfogaton mrt
molris hkapacits:
lland nyomson mrt molris hkapacits:
Halmazllapot-vltozsokA krnyezetnkben tallhat kmiai anyagok
hromfle halmazllapotban fordulhatnak el: szilrd, cseppfolys s
lgnem. Az anyagok halmazllapota h hatsra megvltozhat. Az anyagok
ilyen llapotvltozst halmazllapot-vltozsnak nevezzk. A kmiai elemek
mindhrom halmazllapotban elfordulhatnak. A halmazllapot-vltozsok az
energiacsere irnya szerint kt csoportra oszthatak:
Energiabefektetst ignyl tmenetek Olvads: szilrd cseppfolys Prolgs,
forrs: cseppfolys lgnem Szublimci: szilrd lgnem
Energiafelszabadulssal jr egyenletek Lecsapds: lgnem cseppfolys
Fagys: cseppfolys szilrd Lecsapds (megszilrduls): lgnem
szilrdOlvads: szilrd halmazllapotbl cseppfolys halmazllapotba trtn
llapotvltozs. A rendszerrel kzlt h a kristlyos rend sztbontsra
fordtdik.Olvadspont: az a hmrskleti pont, amelyen az olvads
folyamata vgbemegy.Olvadsh: megmutatja, hogy 1 kg tmeg anyag
olvadsakor mekkora a hcsere. rteke fgg az anyagi minsgtl.
Prolgs: cseppfolys halmazllapotbl lgnembe trtn llapotvltozs.
Kizrlag a folyadk felsznn megy vgbe. Magasabb hmrskleten nagyobb
tmeg folyadk prolog el. A prolgs gyorsasga nvelhet a folyadk
felsznnek nvelsvel, illetve a felszn feletti pratartalom
cskkentsvel.Prolgsh: megadja, hogy mekkora hmennyisgre van ahhoz
szksg, hogy az 1 kg tmeg folyadkbl 1 kg tmeg gz legyen. Forrs:
cseppfolys halmazllapotbl lgnembe trtn llapotvltozs. Nemcsak a
felsznen, hanem a folyadk belsejben is van prolgs. A rendszerrel
kzlt h a rszecskk kztti klcsnhats felszaktsra fordtdik.Forrspont:
az a hmrsklet, melyen a folyadk forrni kezd. rtke fgg az anyagi
minsgtl s a folyadk felszne feletti leveg s gz keverknek
nyomstl.Forrsh: megadja, hogy mekkora hmennyisget vesz fel a
forrsban lv folyadk ahhoz, hogy a forrsponttal megegyez hmrsklet gz
keletkezzen. Az adott hmrskleten trtn lecsapdsakor a gz ltal a
krnyezetnek leadott hmennyisg megegyezik a prolgs sorn felvett
hmennyisggel. A termokmia s a htan kapcsolataA termokmia a fizika
egy olyan ga, mely a kmia reakcik sorn lejtszd hmennyisggel s
energiavltozssal foglalkozik. A termokmia lnyegben a htan els
fttelnek alkalmazsa kmiai reakcikra.A reakci lehet: Exoterm: h
szabadul fel (a rendszer energija cskken) Endoterm: energia nyeldik
el (a rendszer energija n)A rendszer viselkedse exoterm (htermel) s
endoterm (hemszt) folyamatok esetbenAdiabatikus ()Izoterm (.)
Exotermfelmelegszikht ad le
Endotermlehlht vesz fel
Kalorimetris szmolsi feladatok Kalorimter: termoszhtadsi
folyamatok vizsglhatak A folyadkok forrsnak vizsglata
Tapasztalatok: fecskendben a vz szobahmrskleten is felforrhat
kuktban gyorsabban lehet fzni magashegyi trzk szerint a bab nehezen
f meg a hegyek tetejn A vz forrspontja 100, de nem csak ezen a
hmrsekleten lehet forrsba hozni ez a norml lgkri nyomshoz tartoz
rtk Prolgs: A folyadk felletrl lpnek ki azon rszecskk, melyek
energijukkal kpesek legyzni szomszdjaik vonz hatst. Ha egy zrt
trben folyadk rintkezik sajt gzvel, akkor elegend id elteltvel
teltett gz alakul ki. Ekkor egy dinamikus egyenslyi llapot jn ltre:
A teltett gz nyomst tenzinak nevezzk, amely az anyagi minsgtl s a
hmrsklettl fgg. Forrsa folyadk belsejben is megindul a buborkkpzds
A magra hagyott rendszerben olyan vltozsok mennek vgbe, amelyek
sorn a rendszer rendezetlensge n. A rendszer a rendezetlenebb
llapotba nagyobb valsznsggel kerl, mint vissza. A rendszer
egyenslyi llapota mindig a legrendezetlenebb llapot. Entrpia: A
rendezetlensg mrtke. Jele: S Htan II. fttele: A magra hagyott
rendszerben olyan vltozsok mennek vgbe, amelyek sorn a rendszer
entrpija nvekszik. Ez meghatrozza a termodinamikai folyamatok irnyt
is. energiavltozs entalpiavltozsAz entalpia figyelembe
vtelvel:F=szabadenergiaG=szabadentalpiaEgyes anyagok oldshje lehet
endoterm is, mivel:oldskor a rendszer rendezetlensge n:
gy a lehet negatv az oldsh lehet endoterm isA teltett gzok
bemutatsaElvgeztk a Torricelli-fle ksrleteta higanyoszlop magassga:
76cmA csvet megdntve azt tapasztaltuk, hogy a higanyoszlop magassga
vltozatlan maradt, azonban a csben a gztr mrete cskkent. A ksrletet
megismteltk, most dietil-tert fecskendeztnk a csbe a dietil-ter egy
rsze kicsapdott, a gztrben teltett tergz keletkezett.A csvet ismt
megdntttk, ekkor a gztr mrete cskkent, a folykony ter mennyisge
azonban ntt.Ez azzal magyarzhat, hogy az tergz tenzija csak az
anyagi minsgtl s a hmrsklettl fgg a nyoms lland maradt, a flsleges
ter pedig kicsapdott.