Anna Ptaszek
Fizykochemia biopolimerów
Anna Ptaszek
Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego
3 października 2019
biopolimerów Anna Ptaszek
Układ termodynamiczny
To zbiór niezależnych elementów, które oddziałują ze sobą tworząc integralną część świata fizycznego.
UK AD OTOCZENIE
PRZEGRODA
Anna Ptaszek
Energia
Trzeba sobie uświadomić fakt, że nadal nie potrafimy zdefiniować energii. (Richard Feynman)
Rodzaje energii
wewnętrzna, kinetyczna, potencjalna, magnetyczna, elektryczna, nuklearna...
Energia może być wymieniana na sposób pracy lub ciepła
biopolimerów Anna Ptaszek
energia kinetyczna energia potencjalna
duża energia wewnętrzna niższa energia wewnęt + energia kinetyczna
Anna Ptaszek
Układ może wykonywać pracę objętościową w warunkach stałego ciśnienia.
V1 < V2
siła, F [N]
biopolimerów
Anna Ptaszek Układ może wymieniać energię.
Energia może być pobrana z otoczenia lub do niego odprowadzona.
To
Ts Ts
To
To<Ts To>Ts
Anna Ptaszek
Układ
może być otwarty lub zamknięty.
E N E R G I A MASA
E N E R G I A
biopolimerów
Anna Ptaszek Podstawowe parametry termodynamiczne
intensywne:
T - temperatura, p - ciśnienie, c - stężenie, ρ - gęstość,
v - objętość właściwa, x -ułamek molowy.
ekstensywne:
V - objętość układu, n - liczba moli, m - masa.
Anna Ptaszek
Podstawowe funkcje termodynamiczne entalpia, ∆H,
∆H = ∆U + ∆(p· V ) entropia, ∆S
energia Gibbsa, ∆G
biopolimerów Anna Ptaszek
Entropia i chaos
Entropia to miara nieuporządkowania układu (chaos).
Entropia każdego układu rośnie.
Anna Ptaszek Przykład: entropia układu i otoczenia
U K A D
O T O C Z E N I E
biopolimerów Anna Ptaszek
Dlaczego entalpia jest tak ważna?
Entalpia określa ilość energii jaka może być wymieniona na sposób:
pracy, lub ciepła,
lub pracy i ciepła.
Anna Ptaszek
Przykład: parowanie cieczy
T
czas ogrzewanie cieczy, częściowe odparowanie
wrzenie, parowanie z całej objętości
biopolimerów
Anna Ptaszek
Przykład: parowanie wody grzanie ⇐⇒ wzrost temperatury
wrzenie ⇐⇒ przemiana fazowa ⇐⇒ praca objętościowa T,oC d, kg /m3 v, m3/kg
ciecz 20 998.2 0.0010
para 20 0.0215 46.52
ciecz 100 958.4 0.0010
para 100 0.6337 1.725
Anna Ptaszek
Ciepło parowania r.
T,oC Hciecz, kJ/kg Hgaz, kJ/kg r =∆H, kJ/kg
10 51.6 2524.2 2470.6
20 87.1 2538.9 2451.8
50 212.3 2592.9 2380.6
100 426.5 2678.7 2252.2
biopolimerów Anna Ptaszek
r - entalpia parowania, kJkg
Ilość energii potrzebna do odparowania 1kg cieczy pod stałym ciśnieniem.
cp - ciepło właściwe, kg ·KkJ
Ilość energii potrzebna do ogrzania 1kg substancji o 1K.
Anna Ptaszek
