Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

__________________________________________________________________Uvod
toplinska stanja uspoređujemo, pri čemu se tijekom nekog vremena postiže
toplinska ravnoteža između pojedinog od tih tijela i toplomjera.
Poznato je da se kod promjene temperature mijenjaju i neka fizikalna
svojstva tijela, npr. volumen, električni otpor, elektromotorna sila, intenzitet
isijavanja itd. U instrumentima kojima se mjeri temperatura koriste se upravo ta
svojstva tvari. Za jedinicu mjere temperature uzima se 1 °. On se određuje tako
da se veličina promjene neke osobine tvari, npr. volumena između odabranih
točaka (čvorišnih) podijeli na jednake dijelove. Čvorišne točke kod Celsiusove
temperaturne skale kod 1.01325 bar su talište leda, 0 °C i vrelište vode 100 °C.
Podjelom stupca žive između ovih točaka na 100 jednakih dijelova dobiven je
1 °C. Tako je dobivena empirička temperaturna skala. Ako se ova skala usporedi
sa skalom koju dobijemo na isti način, ali pomoću alkohola utvrdit ćemo razlike
koje su posljedica različitog ponašanja žive i alkohola.
Jedina tvar čije toplinsko rastezanje s povišenjem temperature nije pro-
1
mjenljivo je idealni plin. On se pri p = konst., za svaki °C širi za
273.15
volumena kojeg zauzima kod 0 °C. Budući da se idealni plin linearno širi s
povišenjem temperature on daje egzaktno podijeljenu skalu koja se naziva
termodinamička skala. Kao čvorišna točka ove skale usvojena je 1954. godine,
umjesto tališta leda kod 0 °C, trojna točka vode 0.01 °C kod tlaka 6.11 mbar kod
koje istovremeno postoji led, voda i para. Ako se idealni plin hladi za 273.16 °C,
polazeći od trojne točke vode, a volumen ostaje konstantan, tlak mora pasti na
nulu. Ovoj apsolutnoj nultočki temperaturna vrijednost je nula. Na njoj se
zasniva Kelvinova temperaturna skala koja ima istu podjelu kao i Celsiusova.
1.2.2. Definiranje stanja tvari
Da bi mogli potpuno definirati neko stanje tvari neophodno je upoznati
neke veličine stanja pomoću kojih se mogu izračunati i ostale veličine. Neke od
tih veličina mogu se direktno mjeriti mjernim instrumentima, a druge, koje nisu
direktno dostupne mjerenju, mogu se pomoću prikladnih jednadžbi relativno
jednostavno izračunati. Od veličina koje se direktno mogu mjeriti spomenimo
volumen, V, masu, m, tlak, p i temperaturu, T tvari koja se nalazi u nekom
sustavu, a od veličina koje se ne mogu mjeriti direktno spomenimo unutarnju
energiju, u, entalpiju, h i entropiju, s. Veličine stanja koje možemo direktno
mjeriti međusobno povezuje matematički izraz koji nazivamo jednadžba
stanja. Pomoću jednadžbe stanja mogu se, za neko stanje, iz zadanih veličina
odrediti i ostale veličine koje ta jednadžba povezuje.
25