Φυσικοχημεία Ι (414)

Εκθέσαμε τον σκελετό της Θερμοδυναμικής, τη δομή της θεωρίας, την ιστορικής της προέλευση. Αναφερθήκαμε στην ισχύ της και τις αδυναμίες της, στους 4 νόμους της και την έννοια των φυσικών νόμων. Ορίσαμε θερμοδυναμικά συστήματα και εξετάσαμε νοερές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Έτσι φτάσαμε στην έννοια της ισορροπίας, στον τρόπο διαπιστώσεως επιτεύξεως ισορροπίας, στην μεταφορά ενέργειας με "μηχανικό" τρόπο (δηλ μετρήσιμο), στην ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ συστημάτων διαθερμικά (εξ επαφής, χωρίς προφανή δρόμο). Καταλήξαμε στην έννοια της θερμικής ισορροπίας και της ισότητας θερμοκρασιών μεταξύ συστημάτων (μηδενικός νόμος). Επίσης ορίσαμε την εσωτερική ενέργεια και είδαμε τρόπους μεταβολής της, οπότε από την αρχή διατήρησης της ενέργειας συμπεράναμε την μεταφορά ενέργειας υπό μορφή θερμότητας (πρώτος νόμος: ΔU = q + w).

Ορίσαμε το διαφορικό εξαρτημένης μεταβλητής (δηλ. συναρτήσεως) με βάση τις ανεξάρτητες μεταβλητές της. dz = M(x,y) dx + N(x,y) dy, όπου M και N είναι οι μερικές παράγωγοι της z ως προς x και y αντίστοιχα.

Άσκηση: Τα όμοια συστήματα Α και Β βρίσκονται σε θερμική ισορροπία. Στο Α προσφέρουμε μηχανικό έργο w. Κατόπιν, το Α έρχεται σε διαθερμική επαφή με άλλα συστήματα του περιβάλλοντος και φτάνει σε μια νέα κατάσταση η οποία φαίνεται ότι είναι ίδια με την αρχική του. Διαπιστώνουμε επίσης ότι τώρα τα Α και Β βρίσκονται και πάλι σε θερμική ισορροπία. Πόση θερμότητα έλαβε το σύστημα Α;

Άσκηση: Να υπολογίσετε την μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ηλεκτρικού συσσωρευτή τάσεως 12 V στον οποίο διοχετεύεται ρεύμα εντάσεως 0.75 A επί 10 λεπτά.

Άσκηση: Ο όγκος μιας τετραγωνικής πυραμίδας δίνεται από τη σχέση V = 1/3 a²h, όπου a η πλευρά της βάσεως και h το ύψος της. Να γράψεται το διαφορικό του όγκου.