„Termodinamika - Fázisátalakulások” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
9. sor: 9. sor:
 
{{:Termodinamika példák - Átalakulási hő állandó nyomáson}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Átalakulási hő állandó nyomáson}}
 
{{:Termodinamika példák - Átalakulási hő állandó nyomáson}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Átalakulási hő állandó nyomáson}}
 
{{:Termodinamika példák - Entrópiaváltozás izobár táguláskor}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Entrópiaváltozás izobár táguláskor}}
 
{{:Termodinamika példák - Entrópiaváltozás izobár táguláskor}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Entrópiaváltozás izobár táguláskor}}
−
{{:Termodinamika példák - Víz termodinamikai potenciáljai elforraláskor}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Víz termodinamikai potenciáljai elforraláskor}}
+
{{:Termodinamika példák - Termodinamikai potenciálok víz elforralásakor}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Termodinamikai potenciálok víz elforralásakor}}
 
{{:Termodinamika példák - Telített vízgőz dugattyúban}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Telített vízgőz dugattyúban}}
 
{{:Termodinamika példák - Telített vízgőz dugattyúban}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Telített vízgőz dugattyúban}}
 
{{:Termodinamika példák - Olvadáspont eltolódása nyomásváltozásra}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Olvadáspont eltolódása nyomásváltozásra}}
 
{{:Termodinamika példák - Olvadáspont eltolódása nyomásváltozásra}}{{Megoldás|link=Termodinamika példák - Olvadáspont eltolódása nyomásváltozásra}}

A lap 2013. április 8., 17:05-kori változata

[rejt] Navigáció Pt·1·2·3
Kísérleti fizika 3. gyakorlat
Gyakorlatok listája:
  1. Kinetikus gázelmélet, transzport
  2. Állapotváltozás, I. főtétel
  3. Fajhő, Körfolyamatok
  4. Entrópia, II. főtétel
  5. Homogén rendszerek
  6. Fázisátalakulások
  7. Kvantummechanikai bevezető
Termodinamika - Fázisátalakulások
Feladatok listája:
  1. Izobár átalakulási hő
  2. Elforralás
  3. Telített gőz dugattyúban
  4. Kémiai potenciál
  5. Olvadáspont eltolódása
  6. Szil-foly átalak. görbéje
  7. Olvadáshő becslése
  8. Víz forráshője
  9. Argon olvadási görbéje
  10. Fázisok egyensúlya
  11. Fázisátalakulások rendje
© 2012-2013 BME-TTK, TÁMOP4.1.2.A/1-11/0064

Feladatok

  1. Mutassuk meg, hogy mechanikai- és termikus kölcsönhatásban részt vevő rendszerben állandó nyomáson végbemenő fázisátalakulásnál az átalakulási hő (\setbox0\hbox{$L$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%) az entalpiaváltozással (\setbox0\hbox{$\Delta H$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%) egyenlő!
  2. Mennyivel változik meg \setbox0\hbox{$m=1\,\mathrm{g}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% nitrogéngáz entrópiája, ha állandó nyomáson \setbox0\hbox{$V_1=1\,\mathrm{l}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% térfogatról \setbox0\hbox{$V_2=5\,\mathrm{l}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% térfogatra expandáltatjuk.
  3. \setbox0\hbox{$1\,\mathrm{kg}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% víznek normál nyomáson (\setbox0\hbox{$101{,}3\,\mathrm{kPa}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%) való elforralásához egy elektromos merülőforralón a \setbox0\hbox{$220\,\mathrm{V}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-os feszültségforrásból \setbox0\hbox{$34{,}2\,\mathrm{perc}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-en át \setbox0\hbox{$5\,\mathrm{A}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áramot kell átfolyatni. A gázállandó \setbox0\hbox{$8{,}31\mathrm{\frac{J}{mol\,K}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, a víz moláris tömege \setbox0\hbox{$18{,}01528\,\mathrm{\frac{g}{mol}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%.
    Határozzuk meg a víz
    • a) entalpia-,
    • b) entrópia- és
    • c) belső energiaváltozását ebben a folyamatban!
  4. Henger alakú edényben \setbox0\hbox{$T_f=100\,\mathrm{\,^\circ C}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hőmérsékletű telített vízgőz van. Egy súlytalan dugattyú lassú betolásának hatására az edényben \setbox0\hbox{$\Delta m=0{,}7\,\mathrm{g}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% víz lecsapódik. A víz moláris tömege \setbox0\hbox{$18{,}01528\mathrm{\frac{g}{mol}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% A folyamat során a nyomás a \setbox0\hbox{$p_k$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% külső légnyomással egyenlő.
    Mennyi munkát végeztünk ezalatt az ideális gáznak tekinthető vízgőzön?
  5. Felhasználva, hogy az olvadáspont az állandó nyomáson felvett \setbox0\hbox{$\mu_p-T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% diagramban a szilárd fázisra és a folyadékra érvényes görbék metszéspontjánál van mutassuk ki, hogy a nyomás növelésekor az olvadáspont nő, ha a szilárd fázis móltérfogata kisebb, mint a folyadéké! Hogyan változik a jég olvadáspontja, a nyomás növelésekor?
  6. A szilárd-folyadék egyensúlyi görbének (olvadási görbe) közelítő meghatározására gyakran használják a \setbox0\hbox{$\displaystyle p= p_1+\frac{L_M^{\text{olv}}}{\Delta V_M^{\text{olv}}}\ln \frac T{T_1}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% összefüggést (\setbox0\hbox{$T_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% a \setbox0\hbox{$p_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% nyomáson, \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% a \setbox0\hbox{$p$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% nyomáson érvényes olvadáspont, az egyenletben szereplő \setbox0\hbox{$L_M^{\text{olv}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% az anyag moláris átalakulási hője (vagy moláris entalpiaváltozása), \setbox0\hbox{$\Delta V_M^{\text{olv}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% pedig a móltérfogat változása az olvadásnál).
    • a) Vezessük le ezt az egyenletet, és állapítsuk meg, hogy milyen feltételek mellett érvényes!
    • b) Mutassuk ki, hogy a \setbox0\hbox{$T_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-hez képest kis \setbox0\hbox{$T-T_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% érték eseten az egyensúlyi nyomás lineárisan változik a \setbox0\hbox{$T-T_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% különbséggel!
  7. Ha a nyomást \setbox0\hbox{$\Delta p=0{,}1\,\mathrm{bar}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-ral megnöveljük, akkor a víz forrási hőmérséklete \setbox0\hbox{$\Delta T\approx 2{,}8\,\mathrm{\,^\circ C}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-kal növekszik. Ennek felhasználásával becsüljük meg a víz forráshőjét!
  8. A szilárd argon \setbox0\hbox{$p_0=1\,\mathrm{bar}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% nyomáson \setbox0\hbox{$ T_0=83\,\mathrm{K}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hőmérsékleten olvad meg. Olvadáshője ekkor \setbox0\hbox{$L_M^\text{olv}=1176\,\mathrm{\frac{J}{mol}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, móltérfogatának változása \setbox0\hbox{$\Delta V_{M0}=3{,}5\,\mathrm{\frac{cm^3}{mol}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%. A nyomás növekedésekor kísérleti eredmények szerint az olvadáshő nem változik, a \setbox0\hbox{$\Delta V_M$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% móltérfogatváltozás viszont az abszolút hőmérséklet megközelítőleg \setbox0\hbox{$3/2$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-ik hatványával arányos.
    Mekkora nyomást kell alkalmaznunk ahhoz, hogy az olvadási hőmérséklet megkétszereződjék?
  9. Egy homogén anyag adott hőmérsékleten két fázisban (\setbox0\hbox{$a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% és \setbox0\hbox{$b$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%) létezhet. Az egyes fázisok moláris szabad energiáinak térfogattól való függése (rögzített hőmérsékleten, állandó anyagmennyiség esetén) az ábrán látható.
    Mutassuk ki, hogy egyensúlyi állapotban a fázisok \setbox0\hbox{$V_a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% és \setbox0\hbox{$V_b$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% térfogatai a két görbéhez húzott közös érintő érintési pontjainak abszcisszái, a közös nyomás pedig az érintő negatív iránytangense!
    Fázisok egyensúlya szabadenergiával.svg

A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=Termodinamika_-_Fázisátalakulások&oldid=8474”