Hur beror entropi av inre energin i en fast kropp ? Vi antar att vibrationer i alla 3 dimensioner har samma n Varje atom kan oscillera i 3 dimensioner och har 6 frihetsgrader 2 frihets- grader per oscillator.
Hur är det i en ideal gas ?
En annan definition av entropi Vid konstant volym: Rudolf Clausius Entropidefinition av Clausius Enheten av entropin ?
Irreversibel process: något arbete förloras som värme till omgivningen Två expansioner Reversibel expansion dWrev = -PdV Gas Irreversibel expansion dWirr > -PdV Gas Q
Irreversibla processer Irreversibla processer, t. ex. blandning av olika gaser, upplösning av salt i vatten, värmeflöde från värmen til kyla leder till tillväxt av entropin. Medan energin i vårt universum är konstant, växer universums entropi ständigt. Clausius-inekvation
Reversibilitet av Carnotprocessen
Värmekapacitet är definieread som värmemängden som en substans behöver för att dess temperatur ska stiga med 1K. För en mol av substans gäller: För en monoatomisk gas: För en metall efter Dulong-Petit-regeln Vid konstant volym: Hur beror U av T ?
Entropi och Värmekapacitet vid konstant volym Vid absoluta nollpunkten är entropin av en ideal kristall 0 Tredje huvudsats av termodynamiken Imperfekta kristaller har restentropi vid T=0
Real kristall - uppgift Schroeder 3.9 I fast kolmonoxid har varje CO molekyl två olika orienteringar (CO och OC). Antag att dessa orienteringar är tillfälliga och beräkna restentropin av en mol CO i kristallform vid T=0.
Mekaniska och kemiska processer pågår oftast vid konstant tryck. Entalpi Mekaniska och kemiska processer pågår oftast vid konstant tryck. Därför definerade man entalpin med: vid konstant tryck
Värmekapacitet vid konstant tryck Vid gaser Vid vätskor och fasta kroppar För g gäller:
Real ångmaskin Q2 Q1 W Värmereservoar Kylreservoar Vattenpump Ångpanna Kylare Värmereservoar Turbin W
Ångmaskin
Verkningsgrad 2 3 1 4 (Pumpen tillfogar inte mycket entalpi) Ånga Vatten Vid konstant tryck: 2 3 adiabatisk 1 4 Vatten + ånga (Pumpen tillfogar inte mycket entalpi)
Ottomotor 1. Insugning 3. Tändning 2. Kompression 4. Arbetstakt
Ottomotor Förenkling: Sammanfatta utblåsning och sugning i en isokor kylning. Arbete 5. Utblåsning Tändning Kompression: adiabatisk kompression Tändning: isokor uppvärmning Arbete: adiabatsisk expansion Utblåsning och sugning: isokor kylning Utblåsn. och sugning Kompression
1 2 2 3 DW=0 3 DW=0 1 4
Ottomotorn är lite mindre effektiv än Stirlingmaskinen vid adiabatisk ändring: Ottomotorn är lite mindre effektiv än Stirlingmaskinen
Vi definiera fria Helmholtzenergin med vid konstant temperatur Helmholtzenergidifferensen är arbete vid konstant T
Gibbs energi
Helmholtz- och Gibbsenergi och entropi Vid konstant volym Vid konstant tryck F minskar med stigande entropi G minskar med stigande entropi Varje system sträver efter minskning av F vid konstant volym och en minskning av G vid konstant tryck.
+ - S U V H U F P G T Sammanfattning Siv, Ulla och Viktor har festat på Göteborgståget