Modelul gazului ideal

Gazul ideal este un model teoretic de gaz, caracterizat printr-o ecuație de stare simplă din punct de vedere matematic. Niciun gaz real nu se comportă exact așa.

Modelul gazului ideal este folosit de inginerii care lucrează cu gaze deoarece este simplu și aproximează bine pe un domeniu larg al parametrilor comportarea gazelor în timpul transformărilor termodinamice

Un mol de gaz ideal are un volum de 22.4 litri la o temperatura de 273 K și o presiune de 105 Pa.

Caracteristicile gazului ideal:

• Este alcătuit dintr-un număr foarte mare de particule identice numite molecule
• Distanțele dintre molecule sunt mari astfel încât pot fi considerate puncte materiale
• Se neglijează forțele de interacțiune dintre molecule

• Ciocnirile dintre molecule și pereții vasului se consideră perfect elastice

                                          

• Mișcarea moleculelor respectă legile mecanicii clasice
• Molecule se află în agitație termică.

Observație!

Orice gaz real poate fi considerat ideal la temeraturi ridicate și presiuni scăzute.

Ecuația termică de stare a gazului ideal - Ecuația Clapeyron Mendeleev

p·V = ν·R·T

R - constanta universală a gazului ideal

R = 8,314510 J / mol·K

Read More

Procesul termodinamic

Procesul termodinamic sau transformarea de stare reprezintă trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare de echilibru într-o altă stare de echilibru.

Într-un proces termodinamic, unii din parametrii de stare ai sistemului variază în timp. De exemplu variația volumului unui gaz produce o variație a presiunii acestuia, dacă temperatura rămâne constantă.

Clasificarea proceselor termodinamice:

Proces cvasistatic - este un proces în care parametrii de stare variază foarte lent astfel încât orice stare de intermediară poate fi considerată stare de echilibru.

Aceste procese se pot reprezenta în coordonate “pV”.

Reprezintă procese idealizate din natură.

Proces necvasistatic - este un proces în care stările intermediare nu sunt stări de echilibru termodinamic.

Procesele necvasistatice se întâlnesc în natură.

Proces reversibil - este un proces în care trecerea din starea finală în starea inițială se face prin aceeași succesiune de stări intermediare de echilibru prin care s-a făcut trecerea și în transformarea inițială, cu schimbarea sensului de variație a parametrilor de stare.

Procesele reversibile sunt procese cvasistatice.

Proces ireversibil - poate reprezenta un proces din natură. De exemplu: căderea frunzelor.

Proces ciclic - este un proces în care starea inițială coincide cu starea finală.

Proces neciclic - starea finală nu coincide cu starea inițială.

Principiul echilibrului termic

Orice sistem termodinamic izolat evoluează spre o stare de echilibru termodinamic pe care nu o mai părăsește de la sine fără o intervenție din exterior.

Parametrii de stare nu variază în timp (sunt constanți).

Dacă se pun în contact termic două sisteme termodinamice cu temperaturi diferite, corpul cald cedează căldură, în timp ce corpul rece primește căldură, iar în final cele două corpuri ajung la aceeași temperatură, adică la echilibru termic.

Termostatul - reprezintă un sistem termodinamic a cărui temperatură nu se modifică în urma contactului termic cu un al corp.

Un sitstem termodinamic este izolat adiabatic de mediul exterior dacă nu schimbă căldură ce mediul exterior.

Un termos ce conține apă și gheață în echilibru este un sistem termodinamic izolat.

Read More

Analizatorul olfactiv

Simțul mirosului - olfacția - este slab dezvoltat la om, comparativ cu unele animale. Rolul său principal constă în a depista prezența în aer a unor substanțe mirositoare, eventual nocive, și împreună cu simțul gustului, de a participa la aprecierea calității alimentelor și la declanșarea secrețiilor digestive.

Stimulii sunt substanțe chimice odorante, volatile și solubile, care  pot traversa stratul de mucus și atinge celulele olfactive.

Receptorii  sunt chemoreceptori care ocupă partea postero-superioară a foselor nazale, fiind reprezentați de celulele bipolare din mucoasa olfactivă.

Calea de conducere

I protoneuronii sunt aceeași cu receptorii – 10-20 celulele bipolare care au dendrite scurte și groase, care se termină cu o veziculă, butonul olfactiv, prevăzută cu cili; axonii celulelor bipolare  pleacă de la polul bazal şi formează nervii olfactivi care străbat lama ciuruită a etmoidului și se termină în bulbul olfactiv

II deutoneuronii sunt neuronii multipolari - celulele mitrale din bulbul olfactiv, axonii lor formează tractul olfactiv

Centrul nervos - fața medială a lobului temporal, aria olfactivă — girul hipocampic și nucleul amigdalian. Calea olfactivă nu are legături directe cu talamusul.

Senzația este de miros – olfacție

Omul poate distinge până la 10 000 de mirosuri diferite, dar există un număr de aproximativ 50 de mirosuri primare, din a căror combinare, în proporții diferite, poate rezulta întreaga diversitate de senzații olfactive.

Read More

Sistemul termodinamic

Un sistem termodinamic este un corp sau un ansamblu bine precizat de corpuri macroscopice. Sistemul termodinamic este finit.

Orice sistem termodinamic poate fi format dintr-un număr foarte mare de particule, dar un număr finit.

Sistemul termodinamic poate interacționa cu mediul exterior.

Exemplu de sistem termodinamic: o cantitate de gaz închis într-un cilindu cu piston mobil.

Clasificarea sistemelor termodinamice:

1. - Sistem termodinamic izolat - nu interacționează și nu face schimb de masă (substanță) și de căldură cu mediul exterior. Exemplu: termosul.

- Sistem termodinamic neizolat - interacționează cu mediul exterior. Exemplu: cana cu ceai,

cafea.

2. - Sistem termodinamic închis - nu face schimb de masă (substanță) dar face schimb de căldură cu exteriorul. Exempli: ceainicul.

- Sistem termodinamic deschis - face schimb de masă (substanță) și de căldură cu exteriorul.

Exemplu: corpul omenesc.

3. - Sistem termodinamic omogen - are aceleași proprietăți fizice și aceeași compoziție în toate punctele. Exemplu: gazul într-un cilindru.

- Sistem termodinamic omogen - conține mai multe substanțe numite componente și este

alcătuit din mai multe părți parțial distincte. Exemplu: apa + ulei.

Starea unui sistem termodinamic

Este dată de totalitatea proprietăților sistemului termodinamic la un moment dat.

Starea unui sistem termodinamic poate fi descrisă cu ajutorul unui ansamblu de mărimi fizice măsurabile numite parametrii de stare.

O stare a unui sistem termodinamic se numște stare de echilibru dacă parametrii de stare sunt constanți în timp (nu variază).

Starea unui sistem termodinamic se poate reprezenta în coordonate “pV” printr-un punct.

Clasificarea parametrilor de stare

1. Parametrii Intensivi

- caracterizează starea sistemului într-un punct al acestuia.

- pot avea valori diferite în puncte diferite.

- nu depind de numărul de particule.

- nu sunt aditivi

- exemplu: presiunea, temperatura, densitatea, masa molară.

2. Parametrii Extensivi

- caracterizează întregul sistem termodinamic.

- sunt proporționali cu numărul de particule din sistem.

- sunt aditivi.

- exemplu: masa, volumul, numărul de moli, numărul de particule.

3. Parametrii Independenți

- se mai numesc si grade de libertate.

- exemplu: masa, volumul.

4. Parametrii Dependenți

- exemplu: densitatea.

Read More

Analizatorul gustativ

Simţul gustului are rolul de a informa asupra calităţii alimentelor introduse în gură, dar intervine şi în declanşarea reflexă necondiţionată a secreţiei glandelor digestive.

Segmentele analizatorului gustativ

Stimulii sunt substanțe chimice sapide care se leagă de receptorii proteici, pătrund în membrana microvililor și deschid canalele ionice prin care pătrund ionii de Na+  depolarizând celula.

Receptorii sunt chemoreceptori - muguri gustativi, majoritatea situaţi în papile gustative:

• caliciforme – circumvalate, mari, au formă de cupă dispuse la baza limbii, în forma literei V;
• fungiforme, au formă de ciupercă, dispuse la vârful și pe marginile limbii;
• foliate, au formă de file de carte, dispuse pe părțile postero-laterale ale limbii;
• filiforme, au prelungiri filiforme, dispuse pe toată suprafața limbii, nu au muguri gustativi.

Mugurii gustativi au formă ovoidală, în structura lor se găsesc celule senzoriale, care prezintă la polul apical un microvil. La polul bazal al celulelor gustative sosesc terminații nervoase ale nervilor faciali, glosofaringieni și vagi.

Mugurii gustativi sunt distribuiți pe suprafața limbii, astfel încât se pot delimita zone caracteristice pentru percepția unui anumit tip de gust fundamental.

Calea de conducere

I protoneuronul  se află în ganglionii extranevraxiali ai  nervilor VII, IX, X, dendritele ajung la baza celulelor receptoare gustative, axonii fac sinapsă cu deutoneuronii.

II deutoneuronul se află în nucleul solitar din bulb; axonii deutoneuronilor se încrucişează;

al III- lea neuron este în talamus

Centrul nervos

Aria gustativă, lob parietal, girus postcentral inferior

Senzaţia primară de gust.

Identitatea substanţelor chimice specifice care stimulează receptorii pentru gust este încă incomplet cunoscută. Au fost identificați cel puțin 13 posibili sau probabili receptori chimici în celulele gustative.

Există patru categorii de senzații gustative primare: acru, sărat, dulce și amar.

Cei mai multi dintre mugurii gustativi pot fi stimulați de doi sau mai multi stimuli gustativi și chiar și de unii stimuli gustativi care nu intră în categoria celor primari, însă de obicei predomină una sau două dintre categoriile descrise.

Read More

Termodinamica - notiuni introductive

Difuzia - se numește difuzie fenomenul de pătrundere a moleculelor unei substanțe printre moleculele altei substanțe indiferent de starea de agregare a acesteia.

Agitația termică - moleculele oricărei substanțe indiferent de starea de agregare a acesteia se află într-o mișcare dezordonată și continua a cărei intensitate crește odată cu creșterea temperaturii.

Molecula

Reprezintă cea mai mică paticulă dintr-o substanță cu structură chimică biatomică ce mai

păstrează proprietățile chimice ale substanței respective.

Masele atomilor și moleculelor sunt foarte mici și se exprimă în unități atomice de masă (u).

Unitatea atomică de masă reprezintă a 12-a partea din masa izotopului de carbon C1412.

1 u = 1,66 ⋅ 10-27 Κg = 1 Dalton

m0 = u ⋅ mr , masa unei molecule.

Se numește masă atomică relativă numărul care arată de câte ori masa unui atom este mai mare decât unitatea atomică de masă. Este o mărime adimensională.

Se numește masă moleculară relativă numărul care arată de câte ori masa unei molecule este mai mare decât unitatea atomică de masă. Este o mărime adimensională.

Se numește mol cantitatea de substanță a cărei masă exprimată în grame este egală cu masa moleculară relativă a substanței respective.

Caracteristicile molului:

1. Masa molară - reprezintă masa unui mol și se notează cu μ (miu)

[μ]SI =1 Kg/mol

μ = mr ⋅ g/mol sau μ = mr ⋅ Kg/mol

2. Numărul de molecule dintr-un mol de substanță este același indiferent de natura substanței și se numește numărul lui AVOGADRO (Na)

Na = 6,023 ⋅ 1023 molecule / mol

Numărul lui avogadro este egal cu inversul unității tomice de masă:

3. Volumul molar - reprezintă volumul unui mol de substanță.

[Vμ]SI =1 m3/mol

Observație!

În condiții normale de presiune și temperatură:

t = 0 oC

p = 1 atm = 105 Pa,

volumul unui mol de gaz este 22,4 l/mol indiferent de natura gazului.

În aceleași condiții de presiune și temperatură un mol dintr-un gaz oarecare ocupă același volum.

Cantitatea de substanță - ν (niu)

Este o mărime fizică fundamentală si se poate exprima astfel:

m = masa de substanță

  μ = masa molară a substanței

N = numărul de particule (atomi sau moli)

Na = numărului lui Avogadro

V = volumul de substanță

Vμ = volumul molar

Concentrația unei substanțe - n

Reprezintă numărul de molecule din unitatea de volum.

Densitatea pentru solide se determina frecvent la 20 oC, iar pentru lichide și gaze la 0 oC.

Raportul dintre masa unui corp și masa unui volum egal dintr-un alt corp (de obicei apă distilată la 20 oC) se numește densitate relativă.

Presiunea - p

Se definește prin raportul dintre forță și unitatea de suprafață.

F = forța,

S = suprafața.

Presiunea hidrostatică - este presiunea exercitată de o coloană de lichid.

p = ρ ⋅ g ⋅ h

ρ = densitatea

g = accelerația gravitațională

h = înălțimea coloanei de lichid.

Read More