Termodinámica: ¿Cuál es el concepto de continuo?

Answer 1

Este enfoque se utiliza en el enfoque macroscópico. cuando:

a) la dimensión de las partículas individuales que constituyen el sistema es insignificante wrt dimensiones totales del sistema
b) cuando el número de partículas individuales es muy grande

Cuando se satisfacen los dos puntos indicados anteriormente, podemos aplicar un enfoque macroscópico.

Concepto :

Definimos las propiedades como función continua del espacio en la materia.

Por ejemplo: Decimos que un cuerpo sólido dado tiene Temperatura T, no definimos la temperatura como su temperatura a nivel molecular.

Suponemos que las moléculas están cerca del espacio, de modo que la brecha entre ellas es insignificante. Esto es muy válido para sólidos y líquidos. También es cierto para los gases.

Pero en los gases la distancia intermolecular es grande, entonces, ¿qué tan válida? : Según la hipótesis de Avogadro a temperatura y presión estándar, hay 6.023 x 10 ^ 23 moléculas en 22.4 litros que son casi 3 x 10 ^ 25 moléculas por m ^ 3, por lo tanto, como este número es tan grande para el volumen unitario, el enfoque continuo es válido para gases también.

Pero en gases a medida que disminuimos la presión. la distancia entre las moléculas aumenta y la fuerza cohesiva disminuye. Para los gases, la validez del concepto de continuo se decide por La magnitud relativa de la ruta libre media con la dimensión característica de la ruta libre media es la distancia estadística promedio recorrida por las moléculas entre dos colisiones sucesivas.

Si el camino libre medio (dimensión molecular) es del orden de la longitud característica, entonces, para este caso, el concepto de continuo no será válido ya que difícilmente tendremos ninguna molécula dentro de este sistema.

Answer 2

El concepto de continuo se utiliza en el enfoque macroscópico de la termodinámica y no en el enfoque microscópico.

Se supone que la materia está compuesta de moléculas con espaciamiento intermolecular en el medio. En el enfoque microscópico donde se observa el efecto de las fuerzas en moléculas individuales y este estudio a nivel molecular se realiza estadísticamente para observar su efecto en el agregado, esta discontinuidad es importante debido al espaciamiento intermolecular y, por lo tanto, el sistema en consideración no es continuo.

En el enfoque macroscópico, donde el efecto bruto es importante, se considera que el sistema es continuo. Como se trata de un supuesto estado de continuidad en la sustancia, el orden de análisis o la escala de análisis se vuelve muy importante. Por lo tanto, en caso de que la escala de análisis sea lo suficientemente grande y las discontinuidades sean del orden de espaciado intermolecular o de la ruta libre media, entonces debido a que el orden relativo de discontinuidad es insignificante, puede tratarse de manera continua.

Answer 3

Consideremos un gas en un recipiente (por ejemplo, una botella con aire o un cilindro de GLP). El gas está formado por una gran cantidad de moléculas individuales que se mueven. ahora, seguramente habrá colisiones; que son de dos tipos:

1. Colisiones intermoleculares: colisiones entre dos moléculas dentro del contenedor.
2. Colisiones de pared de molécula: moléculas que chocan con las paredes (límites) del contenedor.

Si medimos la distancia recorrida por cada molécula en el contenedor ANTES de que experimente una colisión y tomemos un promedio de estas distancias para todas las moléculas, obtenemos una distancia llamada ‘ Ruta libre media ‘.

ahora, si desea estudiar las propiedades del gas en el recipiente, si la escala de longitud del recipiente es MUCHO MÁS GRANDE que la trayectoria libre media de las moléculas, la APROXIMACIÓN CONTINUA es válida; es decir: el gas y el contenedor se pueden tratar como un gran cuerpo continuo y se puede estudiar el efecto de los diversos fenómenos de transporte; es por eso que la temperatura, la presión y otras propiedades se denominan MACROSCOPIC.
Por ejemplo: temperatura: no hay nada llamado temperatura de una molécula. ¡Estudiamos la temperatura del gas -> la temperatura se siente como la energía cinética neta de las colisiones en el contenedor! ¡Cuanto más enérgicas son las moléculas, más chocan y más CALIENTE es el gas!
Por ejemplo: presión: nuevamente, la presión no tiene sentido a nivel molecular. ¡La presión del recipiente (por ejemplo, el cilindro de GLP, o los cilindros de oxígeno o nitrógeno) se siente como la tasa neta de cambio de momento cuando las moléculas chocan contra la pared del recipiente!

Answer 4

Para estudiar el fenómeno del fluido, aplicamos las ecuaciones que gobiernan a una porción de fluido, es decir, un volumen de control, que consiste en un gran número de partículas de fluido, a saber. átomos y moléculas. En este enfoque, suponemos que el promedio estadístico ya se realiza sobre la porción del fluido. Este enfoque se llama enfoque continuo. Esto es más fácil de aplicar en comparación con el enfoque de partículas en el que las leyes se aplican a partículas individuales. El enfoque continuo se usa principalmente en ingeniería, ya que los flujos de fluidos son más grandes y la longitud característica del objeto correspondiente es grande en comparación con la longitud media del camino libre de las moléculas del fluido.

Answer 5

El concepto de continuo es el criterio para aplicar el punto de vista macroscópico de la termodinámica. En el enfoque macroscópico, nuestra atención se centra en el pequeño volumen que es enorme en comparación con la dimensión molecular. Por lo tanto, el concepto de continuo proporciona el volumen mínimo que debe considerarse para que la materia pueda considerarse como un enfoque continuo y macroscópico.

Fuente de la imagen: imagen de Google

Answer 6

Este concepto se usa solo para el análisis macroscópico.

• Las propiedades de cualquier sustancia son función del tiempo y el espacio.
• Para cualquier sustancia en todos y cada uno de los puntos hay una molécula, por lo que las materias están compuestas de moléculas. Y si desea definir la propiedad solo la propiedad como una función continua del espacio en la materia, no debería haber ninguna discontinuidad.
• Pero siempre habrá una brecha entre las moléculas, pero siempre se asume al definir de esta manera las propiedades de que la brecha entre la molécula es casi cero.
• Esto es muy cierto para los sólidos y líquidos donde las moléculas están estrechamente empaquetadas y podemos considerar esto como un ensamblaje de una sola sustancia, pero esto no es tan cierto para los gases a baja presión, ya que la distancia entre las moléculas es mayor.
• Pero de acuerdo con la hipótesis de Avocrado, es de 6.22 × 10 ^ 23 moléculas a STP por 22.4 litros de gas. De esta densidad molecular de aproximadamente 2.7 × 10 ^ 25 moléculas por metro cubo, que es muy alta. Entonces podemos definir las propiedades de los gases como función continua del espacio. Este es el concepto de continuo.
• Podemos verificar si el concepto de continuo es válido o no a partir del Número Knudsen Knudsen, que es la relación entre la ruta libre media y la longitud de las características.
• Si el número Knudsen es menor que 0.01, entonces el concepto de continuo es válido.

Answer 7

Básicamente es una vista macroscópica de visualización (enfoque clásico) donde el efecto molecular se unifica y se representa el efecto promedio.

La media libre entre las moléculas se considera muy pequeña y

El tiempo entre 2 colisiones es muy bajo …

Estos son solo supuestos (continuos) para resolver situaciones difíciles que surgen en la termodinámica …

Espero que entiendas…

Answer 8

La materia está compuesta de átomos que están ampliamente espaciados en la fase gaseosa. Sin embargo, es muy conveniente ignorar la naturaleza atómica de una sustancia y verla como una materia continua y homogénea sin agujeros, es decir, un continuo.

La idealización continua nos permite tratar las propiedades como funciones puntuales y asumir que las propiedades varían continuamente en el espacio sin discontinuidades de salto. Esta idealización es válida siempre que el tamaño del sistema con el que tratamos sea grande en relación con el espacio entre las moléculas.

Este es el caso en prácticamente todos los problemas, excepto algunos especializados. La idealización continua está implícita en muchas declaraciones que hacemos, como “la densidad del agua en un vaso es la misma en cualquier momento”.

Source-Cengel & boles (termodinámica un enfoque de ingeniería)

Answer 9

Para el estudio de cualquier sistema en termodinámica, primero definimos el sistema y luego sus límites. Y nuestro sistema puede ser una masa fija o un volumen de control. depende del tipo de sistema utilizado, si está cerrado o abierto respectivamente.

Ahora, el estudio de nuestro sistema termodinámico realizado de dos maneras es primero el enfoque microscópico y el segundo macroscópico. Si utilizamos el enfoque microscópico, es esencial que el sistema tenga continuidad.

Y continuo significa que cuando suponemos que las moléculas dentro del sistema están continuamente dispuestas y la distancia entre ellas no es más que un valor particular, entonces asumimos todo el sistema como una prenda en la que el agujero está representado por las disposiciones de las moléculas en una sección o plano particular y un número infinito. De plano del sistema contener.

Y si las moléculas están lejos entre sí a un valor particular, entonces se estudia mediante un enfoque macroscópico. Generalmente se usa en el espacio porque la densidad del medio es baja y las partículas están demasiado alejadas entre sí. Por lo tanto, no podemos considerarlo como un arreglo continuo, para eso estamos usando una teoría parcial rara.

Y otra forma de entender el concepto de continuo mediante un proceso simple.

Es decir, en termodinámica cualquier proceso es resultado de no. De los estados y que los estados son puntos que hacen que el proceso completo y el punto continuo sean necesarios para definir cualquier proceso, es por eso que requerimos un concepto continuo.

Gracias.

Nota: – en la discusión anterior estoy usando ropa y punto que es solo para entender el propósito, es decir, no es realmente la condición de ningún sistema …

Answer 10

En palabras simples, la materia alrededor de usted, como el agua en el balde o el aire en el recipiente, es continua, lo que significa que no hay nada entre las partículas. Este concepto es necesario para un análisis más profundo y el aprendizaje de la termodinámica.

Answer 11

La hipótesis del continuo indica que cada partícula de fluido en el fluido tiene las mismas características que el fluido. En virtud de la hipótesis del continuo, podemos aplicar el cálculo para resolver problemas. Pero no es aplicable a bajas presiones o flujo de fluido en http: // nanotubos .

Answer 12

En termodinámica clásica, en lugar de tener en cuenta el comportamiento de las moléculas individuales … Tomamos el sistema como un todo …

Y se puede adoptar solo donde el espacio entre las moléculas, es decir, el camino libre medio es muy pequeño y, por lo tanto, en el caso s se toma un comportamiento continuo y similar para todas las moléculas … Esto es continuo.

Answer 13

Simply continuum es un sistema de aproximación macroscópica y el sistema tiene un tamaño mayor que el camino libre medio de las moléculas en las que consiste.

Answer 14

En realidad, el concepto de continuo da los criterios para aplicar el punto de vista macroscópico.