Chimie fizică generală - Lorentz JÄNTSCHI

(presiunea şi echilibrul mecanic) Presiunea p se defineşte ca fiind forţa raportată la
unitatea de suprafaţă. Un sistem format din două gaze separate printr-un perete mobil este în
echilibru mecanic dacă presiunile celor două gaze sunt egale, p1=p2 (Figura 3.3).
Figura 3.3. Echilibrul mecanic între presiuni cu ajutorul unui perete mobil
[p1,V1,T1] [p2,V2,T2]
Unitatea în S.I. pentru presiune este pascalul (Pa), 1 Pa = 1 N/m 2 dar mai sunt folosite
bar, atmosfera (atm) şi torr: 1 bar = 10 5 Pa; 1 atm = 101325Pa; 1 atm = 760torr = 760mmHg.
Ex.1. Să presupunem că Isaac Newton cântărea 65kg. Să se calculeze presiunea pe
care o exercita pe pământ când era încălţat cu:
(a) bocanci cu tălpi, de arie totală de 250 cm 2 ;
(b) patine, cu arie totală de 2 cm 2 .
Rezolvare: forţa exercitată de Newton este F = 65kg·9.81ms -1 = 6.4·10 2 N şi e aceeaşi
în ambele cazuri; presiunea este F/A, unde A aria, deci p(a) = 6.4·10 2 /2.5·10 -2 m 2 = 2.6·10 4 Pa;
p(b) = 3.2·10 6 Pa. O presiune de 26 kPa corespunde la 0.26 atm şi o presiune de 3.2 MPa
corespunde la 31 atm.
Ex.2. Să se calculeze presiunea exercitată pe suprafaţa pământului de o masă de 1kg
prin vârful unui ac cu suprafaţa de 10 -2 mm 2 . R: 9.8·10 2 MPa = 9.7·10 3 atm.
înălţimea h.
Ex.3. Să se calculeze presiunea la baza unei coloane de lichid, cu densitatea ρ şi
Rezolvare: p = ρgh şi este independentă de forma secţiunii coloanei; masa creşte cu
suprafaţa dar în aceeaşi măsură creşte şi suprafaţa pe care acţionează forţa, cele două efecte
compensându-se.
Ex.4. Să se calculeze presiunea la baza unei coloane cu lungimea l care face un unghi
α cu verticala. R: p = ρglcos(α).
(temperatura şi echilibrul termic)
Temperatura T este o mărime de stare intensivă ce măsoară starea termică a sistemului
dată de agitaţia termică a moleculelor.
Conceptul de temperatură provine din observaţia că o variaţie în starea fizică (ex.
volum) poate avea loc când două obiecte sunt în contact unul cu celălalt (fier înroşit în apă).
O variaţie de stare se interpretează ca un transfer de energie sub formă de căldură de la
un obiect la altul. Temperatura este proprietatea care indică direcţia de transfer a energiei;
dacă energia trece de la A la B spunem că A are temperatură mai mare decât B (dă direcţia
CFG-46