Tema: Agregatna stanja i fazni prelazi

[zec]

Realni i idealni gasovi

Realnim gasovima se nazivaju svi gasovi medju čijim molekulima deluju medjumolekulske sile.Pored realnih gasova postoje i idealni gasovi.


Idealni gasovi su gasovi medju čijim molekulima ne postoje sile uzajammnog medjumolekulskog dejstva.

Treba  znati da je osnovna osobina gasova da zauzimaju ceo prostor suda u kome se nalaze.Za razliku i tečnosti i čvrstih tela,gustina gasova je znatno manja i mogu se lako sabijati.Rastojanje izmedju molekula gasa je veliko,znatno veće od dimenzija samog molekula,pa su sile izmedju molekula vrlo slabe.Takodje se molekuli gasa kreću neuredjeno u svim pravcima i stalno se medjusobno sudaraju,kao i sa zidovima suda u kome se gas nalazi.

Osnovne karakteristike idealnog gasa su to da je to skup velikog broja molekula čije su dimenzije zanemarljive,molekuli ne reaguju medjusobno,osim za vreme sudara,medjusobni sudari molekula i sudari sa zidovima suda su elastični.
Postoje dva tipa sudara u gasovima,a to su elastični sudari prilikom kojih se održava ukupna kinetička energija sistema i neelastični kada deo kinetičke energije prelazi u unutrašnju energiju sistema.
Iako je svako kretanje molekula neuredjeno,iako se brzine menjaju pri svakom sudaru postoji pravilna raspodela molekula po brzinama,tj. u gasu stalne temperature konstantan je broj molekula sa brzinama iz datog intervala.

Postoje izoprocesi i gasni zakoni kod kojih se menjaju dve veličine,a to su:

Izotermički procesi:ovi procesi se odvijaju pri konstantnoj temperaturi T=const.
PxV=const.tj. proizvod pritiska i zapremine stalne količine idealnog gasa pri stalnoj temperaturi je stalan.

Izohorni procesi:ovi procesi se odvijaju u konstantnoj zapremini V=const.

Izobarni procesi:to su procesi koji se odvijaju pri konstantnom pritisku p=const.

• Tweet

[zec]

Model fluida

U meteorologiji se često spominje pojam fluid.
Tečnosti i gasove nazivamo jednim imenom-fluidi.Deo fizike koji se bavi proučavanjem zakona i kretanja fluida,naziva se mehanika fluida.

Karakteristična osobina fluida je njihovo opiranje sili koja izaziva njihovo smicanje.Posledica ovoga jeste svojstvo fluidnosti (razlivanja) zbog čega fluidi nemaju stalan oblik,već oblik suda u kome se nalaze.

Bitna razlika izmedju tečnosti i gasova je zavisnost gustine od pritiska.Promena gustine tečnosti sa promenom pritiska je zanemarljiva,što je posledica njihove male stišljivosti.Kod gasova promena gustine sa promenom pritiska je znatno izražena što je posledica njihove velike stišljivosti.Fluid je ne stišljiv kada je (Ro)-tj. gustina=const.

Fluidi se takodje mogu podeliti na idealne i viskozne.Idealnim fluidima nazivamo fluide kod kojih nema sila unutrašnjeg trenja.Viskozne fluide nazivamo fluide kod kojih ima sila unutrašnjeg trenja.

[zec]

Statika tečnosti i gasova

Statika fluida je deo mehanike fluida koji proučava uslove i zakone ravnoteže fluida izloženog delovanju sila.


Paskalov zakon:spoljašnji pritisak se kroz fluide podjednako prenosi u svim pravcima.Pritisak unutar fluida se meri instrumentima koji se zovu manometri.

Hidrostatički pritisak:to je pritisak koji postoji na nekoj dubini (h) usled sopstvene težine delića tečnosti.
Opšta formula glasi:

p=P x g x h

Gde je:
P(ro)-gustina tečnosti
g-ubrzanje sile zemljine teže koje iznosi 9.81m/s²
h-dubina

Hidrostatički paradoks-sile koje deluju na dna sudova istih površina ne zavise od oblika,zapremine i količine tečnosti iznad njih,već samo od visine stuba tečnosti!


AEROSTATIČKI PRITISAK:

Na vazduh deluje sila zemljine teže,tako da usled njegove težine na površinu zemlje deluje aerostatički pritisak.Vrednost pritiska je odredio Toričeli na jedan zanimljiv način.

Uzeo je staklenu cev dužine 1m napunjenu živom čiji je otvoreni kraj zatvorio i zaronio u posudu sa živom.Iz staklene cevi je isticala živa.ali se zaustavila na visini od 76cm.Dakle,iz cevi je isteklo 24cm žive,a taj prazan prostor u cevi je vakum.

Zatim je primenio formulu za izračunavanje hidrostatičkog pritiska p=P x g x h

Gustina žive je 1360kg/m3
g=9,81m/s2
h=76cm=0,76m

Kada se sve te vrednosti pomnože dobija se vrednost normalnog atmosferskog pritiska,koji na nivou mora iznosi 101396,16Pa.

[zec]

Prostorni raspored i karakteristični oblici kretanja atoma,molekula,jona

Makroskopski oblik postojanja materije,koja ima različita kretanja,oscilovanja,raspored atoma uzrokuje promenu agregatnih stanja te materije.

U fizici postoje 4 osnovna agregatna stanja,a to su:
čvrsto,tečno,gasovito i plazma agregatno stanje.


Čvrsto agregatno stanje:

Supstancije u čvrstom agregatnom stanju mogu biti kristalna i amorfna. U kristalnim supstancijama atomi su
pravilno rasporedjeeni u prostoru i samo osciluju oko ravnotežnih položaja. U amorfnim supstancijama čestice isto osciluju oko ravnotežnih položaja,ali je njihov prostorni raspored neuredjen.

Tečno agregatno stanje


U tečnom agregatnom stanju raspored atoma je poput onoga u
amorfnom s time što je dopušteno i translatorno kretanje čestica. Dakle,
pored oscilovanja oko ravnotežnih položaja čestice se međusobno kreću.(Molekuli mogu još i da rotiraju oko svog centra mase i još da poseduju brojne oblike unutrašnjeg kretanja poput vibracija, torzionih oscilacija, rotacija,konformacionih prelaza itd.)
Pri tome čestice mogu da razmenjuju položaje i da stvaraju nove, međutim, privlačne sile su dovoljno velike u odnosu na termalnu energiju da drže čestice na
bliskim rastojanjima. Otuda tečnosti imaju konstantnu zapreminu ali ne i oblik.


Gasovito agregatno stanje:

U gasovitom agregatnom stanju privlačne sile medju česticama znatno su slabije od njihove
toplotne energije pa se čestice skoro slobodno kreću ispunjavajući celokupan raspoloživi prostor.


Plazma agregatno stanje:

Plazma je jonizovan gas koji se zbog jedinstvenih osobina smatra posebnim agregatnim stanjem supstancije.