Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém...
Transcript of Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém...
![Page 1: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/1.jpg)
Skupenské stavy
![Page 2: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/2.jpg)
Skupenské stavy látekVšechny látky jsou tvořeny atomy, molekulami nebo ionty, které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších podmínkách.
čtyři skupenské stavy:1. tuhé2. kapalné3. plynné4. plazma
![Page 3: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/3.jpg)
Skupenské stavy látekLiší se od sebe stupněm uspořádanosti stavebních částic a velikostí sil působících mezi částicemi
Velikost soudržných sil
Stupeň uspořádanosBneuspořádaný stav uspořádaný stav
nízká plyny -střední kapaliny tekuté krystalyvysoká skla, amorfní látky krystalické látky
![Page 4: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/4.jpg)
Plynné skupenství• velké vzdálenosti mezi částicemi• částice se pohybují rychle a chaoticky• prakticky se neuplatnují síly mezi částicemi
• nereagující plyny tvoří homogenní směs (ideální roztok)• snadno stlačitelné• plyn vyplní beze zbytku prostor, který má k dispozici
![Page 5: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/5.jpg)
Kapalneskupenstvı• částice jsou poměrně blízko sebe• přitažlivé síly mají značnou velikost• přitažlivé síly nebrání pohybu částic
• malá stlačitelnost kapalin• malá tepelná roztažnost kapalin• kapalina zachovává svůj objem (nedrží tvar)• povrchové napětí a viskozita
![Page 6: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/6.jpg)
Pevné skupenství• částice blízko sebe• velké přitažlivé síly mezi částicemi• částice mohou vykonávat jen vibrační pohyb
• tuhé látky drží tvar a objem• nejsou stlačitelné• krystalická nebo amorfní struktura
![Page 7: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/7.jpg)
Pevné skupenstvíNejdéle běžící experiment (T. Parnell)• od roku 1927• jedna kapka = několik let• duben 2014 = devátá kapka• viskozita asfaltu je 2.3x1011 větší než vody• igNC 2005
![Page 8: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/8.jpg)
Skupenské přeměny
DH [kJ.mol-1] - teplo potřebné k přeměně skupenstvískupenské teplo (tání, vypařování, sublimace)
![Page 9: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/9.jpg)
FazovydiagramZnázornění rovnovážných stavů mezi jednotlivými skupenskýmistavy dané látkyK – kritický bod (374 °C, 22,13M Pa)T – trojný bod (0 °C, 610 Pa)
![Page 10: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/10.jpg)
Plynné skupenství
![Page 11: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/11.jpg)
Plynné skupenství• nezachovává ani tvar ani objem (vyplňuje poskytnutý prostor,
gravitace)• nemá hladinu (bez povrchové energie)• relativně velké vzdálenosti mezi částicemi• malý vliv kohezních sil• relativně snadná stlačitelnost• nízká viskozita• malá hustota• volná translace, rotace a vibrace (rotační a vibrační spektra)
![Page 12: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/12.jpg)
Plynné skupenstvíJednoduše vyjadřitelné vztahy mezi tlakem, objemem a teplotou
Ideální plyn• nezkapalnitelný, nulový objem při nulové teplotě• nulový objem částic (zanedbatelný oproti celkovému objemu
plynu)• zanedbání mezimolekulových sil – ideální srážky bez
vzájemných interakcí částic• dokonale pružné nárazy na stěnu nádoby• částice mají pouze kinetickou energii
![Page 13: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/13.jpg)
Ideální plynBoyleův-Mario-ův zákon – izotermický dějGay-Lussacův zákon – izobarický dějCharlesův zákon – izochorický děj Avogadrův zákon – objem plynu vs. látkové množství
![Page 14: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/14.jpg)
Ideální plynBoyleův-Mariottův zákon
p.V = konst.
p1.V1 = p2.V2
Gay-Lussacův zákon
VT= konst.
2
2
1
1
TV
TV
=
izotermický děj
izobarický děj
T1 > T2 > T3
T1T3
p1 < p2p1
p2
izotermy
izobary
![Page 15: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/15.jpg)
IdealnıplynCharlesův zákon zákon
izochorický děj2
2
1
1
Tp
Tp=
konst. Tp
=
V1 < V2
V2
V1 izochory
![Page 16: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/16.jpg)
Ideální plynAvogadrův zákon“Stejné objemy plynů, které mají stejnou teplotu a tlak, obsahují stejný počet molekul.”
Všechny výše uvedené zákony jsou zcela pravdivé pouze v případě, že p=0. Jsou však zárověň dostatečně věrohodné i za normálního tlaku.
V = konst.n
![Page 17: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/17.jpg)
Ideální plynVýše uvedené zákony lze spojit:
Vztažením rovnice na 1 mol (objem Vm) – stavová rovniceideálního plynu
Standardní teplota (273, 15 K) a tlak (101,325 kPa)
pVT
= konst.2
22
1
11
TVp
TVp
=
RTpVm = pVm = RT R – molární plynová konstanta
113-13-3
0
m0 .mol.KPa.m31,8273,15K
mol.m22,4.10 Pa. 101325TVp
R --@==
pV = nRT
![Page 18: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/18.jpg)
Ideální plynStavová rovnice pla/ i pro směsi vzájemně nereagujících plynů (A, B, C…)
Z rovnice plyne Daltonův zákon – celkový tlak plynné směsi je dán součtem parciálních tlaků všech jejich složek.
P.VS = (nA+ nB + nC + …)R.T
Vs je objem plynné směsi a P je celkový tlak soustavy
P =(nA + nB + nC + ...)RT
VS
=nART
VS
+nBRT
VS
+nCRT
VS
+ ...
P = pA + pB + ...+ pn = S px
![Page 19: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/19.jpg)
Ideální plynParciální tlak složky plynné směsi je tlak, který by tato složka měla, kdyby sama vyplňovala celý objem směsi.
Porovnáme-li parciální tlak některé ze složek s tlakem celkovým:
Zjistíme, že je přímo úměrný molárnímu (objemovému) zlomku plynné složky ve směsi
S
AA V
.R.Tnp =
pB = xB . P pB = jB . P
B
CBA
B
S
CBA
S
B
B X....nnn
n
V...)RTnn(n
VRTn
Pp
=+++
=+++
=
![Page 20: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/20.jpg)
Potápění• při volbě směsi nesmí být kyslíku moc jinak hrozí otrava
• akutní otrava – křeče připomínající epilep<cký zachvat
• nejhlubší ponor 675 m (komprese 13 dní, na dně 3 dny (0,56 %
kyslíku, 71.27 % helia, 28,17 % vodíku), dekomprese 23 dní)
![Page 21: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/21.jpg)
Ideální plynKinetická teorie plynu• nejjednodušší příklad vztahu mezi makroskopickými (bulk) a
mikroskopickými vlastnostmi• model ideálního plynu• molekuly jsou hmotné body zanedbatelné velikosti, které jsou
v neustálém chaotickém pohybu a nepůsobí na sebe jinýmisilami než při srážkách se sousedními molekulami
• rozdílné rychlosti mají za následek jejich různé kinetickéenergie
![Page 22: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/22.jpg)
Ideální plynKinetická teorie plynu:Teplota plynu• kinetická energie molekulplynu
• distribuce rychlostí(Maxwellovo rozdělení)
• střední aritmetická rychlost molekul(aritmetický průměr)
• nejpravděpodobnější rychlost - vp(nejpočetněji zastoupená)
• střední kvadratická rychlost molekul - vrms
(vypočtená ze střední hodnoty kinetické energie)
![Page 23: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/23.jpg)
Ideální plynKinetická teorie plynu:Tlak plynu• kinetická energie molekul
plynu• nárazy na stěny – tepelný pohyb částic• tlak úměrný hustotě molekul• fluktuace tlaku – fluktuace čestnosti nárazů, distribuce rychlostí
molekul
v je střední kvadratická rychlost, m je hmotnost, N je pocet molekul
![Page 24: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/24.jpg)
Ideální plynEkvipar(ční princip“Ve vzorku plynu o teplotě T mají všechny kvadra(cké příspěvky k celkové energii molekuly stejnou střední hodnotu (1/2)kT”
• kvadra(cký příspěvek zavisí na druhé mocnině polohy nebo rychlos(
• jednoatomový plyn
![Page 25: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/25.jpg)
Počasí• lokální změny tlaku, teploty a složení troposféry udávají počasí• horizontální rozdíly tlaku způsobují proudění vzduchu (vítr)• pohyb vzduchu – nahromadění jeho molekul (oblasti s vyšším
tlakem - tlakové výše, anticyklony) a nebo snižení množstvíjeho molekul (oblasti s nižším tlakem, cyklony)
• konstantní tlak – izobary, hřeben vysokého tlaku a brázdanízkého tlaku
![Page 26: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/26.jpg)
Reálné plynySkutečné plyny se zákony ideálního modelu řídí jen přibližně. Nelze zanedbat rozměry molekul, ani silové působení mezi nimi.
• odpudivé síly (krátkého dosahu) mezi molekulami vyvolávajíexpanzi – vysoké tlaky a malý objem
• přitažlivé síly (relativně dlouhý dosah) vyvolávají kompresi –molekuly blízko sebe
• za nízkých tlaků – velký objem, molekuly dostatečně vzdáleny(plyn se prakticky chová ideálně)
• při středních tlacích – přitažlivé síly převládají a napomáhajípřibližování molekul (plyn více stlačitelný)
• za vysokých tlaků – odpudivé síly převládají (menšístlačitelnost)
![Page 27: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/27.jpg)
Reálný plynKompresibilní faktor Z
poměr skutečného (změřeného) molárního objemu plynu a
molárního objemu ideálního plynu
pVm=ZRT kde Vm=V/n
Viriálová stavová rovnice
• druhý, třetí… viriálový koeficient
• koeficienty zavisí na teplotě
• z měření stavového chování
![Page 28: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/28.jpg)
Reálný plynKompresibilní faktorBoyleova teplota – teplota, při které za nizkých tlaků nebo velkých molárních objemů pla@ Z 1
![Page 29: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/29.jpg)
Reálný plyn• Míra odchylek od ideálního chování je shrnuta v
kompresibilním faktoru• Viriálová rovnice je empirické rozšíření rovnice ideálního plynu• pomocí izoterm reálných plynů lze charakterizovat pojmy tlak
par a kritické chování• plyn může být zkapalněn zvyšováním tlaku pouze tehdy, je-li
jeho teplota rovna kritické nebo menší
![Page 30: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/30.jpg)
Kondenzacepodobnost s chováním idel. plynumizí
zmenšení objemu nevede ke zvýšení tlakuzřetelné rozhraní mezi dvěma fázemi – plyn kondenzuje
tlak par (tlak nasycených par)
zcela zkapalněný plyn
pokud ke zkapalnění dojde za Tc nedojde k vytvoření fázového rozhraníveličiny odpovídající kriEckému bodu kriEcké veličiny (Vc, pc, Tc)
![Page 31: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/31.jpg)
Kondenzace
![Page 32: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/32.jpg)
KondenzaceKritická teplota• Představuje mezní hodnotu teploty, nad níž nelze plyn
žádnými postupy zkapalnit• Oxid uhličitý 31 ᴼC (1823 M. Faraday a H. Davy)
Kaskádová metoda – teplota se postupně snižuje tím, že se ve vakuu vypařuje zkapalněný plyn, čímž se docílí snížení teploty. Při této teplotě se zkapalní plyn, který má nižší kritickou teplotu (zkapalnění etylenu, kyslíku, dusíku, vodíku)
4He (1908 HK Onnes) pomocí Joule-Thomsonova jevu při teplotě 4,2 K
![Page 33: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/33.jpg)
KondenzaceJoule-Thomsonův jev• Při adiabatické expanzi do vakua přes pórovitou překážku mění
teplota plynu• Pro každý plyn a daný tlak existuje inverzní teplota (nad touto
teplotou se plyn zahřívá a pod ní ochlazuje, vodík ~80 ᴼC)• Expanduje-li přes překážku plyn s teplotou nižší než inverzní,
dále se ochlazuje (a naopak)
![Page 34: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/34.jpg)
KondenzaceJoule-Thomsonův jev• Vnitřní E reálného plynu závisí na teplotě a objemu plynu• Tlak p1 je větší než p2 způsobí protlačení přes škrtící zátku
(ryclost proudění je malá).• Při ustáleném proudění má plyn při expanzi přes zátku na
obou stranách zátky různé teploty
hLps://edu.techmania.cz/cs/encyklopedie/fyzika/plyny/joule-thomsonuv-jev
![Page 35: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/35.jpg)
Zkapalněný plyn• Chladírenská technika• Zdroje technických plynů (dusík, kyslík, amoniak)• Zkapalnění plynných produktů tepelného štěpení ropy
(methan, etylén, propan, ... ) používaných jako palivo nebo surovina při výrobě plastických materiálů
• Kapalný vodík a kyslík jako palivo raketových motorů
• Zkapalněný vodík a helium umožnilo přiblížit se teplotám blízkým absolutní nule
![Page 36: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/36.jpg)
Chlazení• Dosažení teploty 0.07 K pomocí 5 miliontin atmosférického
tlaku (Keason)• Dosažení teploty 0.0047 K pomocí adiabatická demagnetizace
paramagnetických solí
Adiabatická demagnetizace paramagnetických solí • Debey navrhl použít přechlazenou paramagnetickou sůl. Ta po
zmagnetování v magnetickém poli o intenzitě několik stovek Am-1 a následném prudkém odmagnetizování přemění uspořádání částic, čímž dojde k ochlazení látky.
![Page 37: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/37.jpg)
ChlazeníJaderná demagnetizace (1933/34 Gorter, Kurti a Simon)• Dosažení 0.2 mK (1968) s využitím jaderných spinů
Refrigerátor (1965, Neganov a Hall)• Teploty řádově milikelvinů a submilikelvinu• Činnost podobná činnosti ledničky
![Page 38: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/38.jpg)
Zkapalněný plynZkapalněný zemní plyn (LNG) se v přírodě prak:cky nevyskytuje. Zkapalnění se provádí ještě před plněním do tankerů zchlazením na -162 až -169 ᴼC (objem se sníží až 600x)
https://www.sick.com/cz/cs/odvetvi/ropa-a-plyn/midstream/zkapalneni-zemniho-plynu/c/g466553
![Page 39: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/39.jpg)
Reálný plynVan der Waalsova stavová rovnice
Popisuje chování reálných plynů včetně jejich chování v kritickéoblasti.
Vlastnosti reálných plynů lze obecně vystihnout tak, že se jejichstav. rovnice vyjádří pomocí redukovaných veličin.
nRTnb)(V . V
anp 2
2
=-÷÷ø
öççè
æ+
korekce na mezimolekulární síly (tzv.
kohezní tlak) - přitažlivé síly
korekce na vlastní objem molekul –
odpudivé síly
a, b ...... korekční veličiny
– pro daný plyn konstantní
– pro různé plyny různé
![Page 40: Skupenské stavyfch.upol.cz/wp-content/uploads/2018/10/plynne_skupenstvi...které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081410/6092f6679c0e0c3ee319d98b/html5/thumbnails/40.jpg)
Teorémkorespondujících stavů“Mají-li dvě látky, ať už v plynném nebo kapalném stavu, stejnou redukovanou teplotu a redukovaný tlak, mají i stejný redukovaný objem.”“Mají-li látky stejnou redukovanou teplotu a redukovaný tlak (nebo redukovanou teplotu a redukovaný objem), mají i stejný kompresibilní faktor.”
Dobře funguje jen pro příbuzné látky