December 10 2016 12:44:44
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Первое начало термодинамики
Начала термодинамики

Если внешние условия для идеального газа меняются очень медленно (квазистатически), то газ обратимым образом переходит из одного равновесного состояния в другое. Этот переход, где все промежуточные состояния также являются равновесными, описывается уравнением Клапейрона – Менделеева (1.7). При этом величины V, T и P соответствуют изменяющимся граничным условиям. Для идеального газа обычно рассматриваются три изопроцесса, в которых одна из трёх величин T, V или P сохраняется постоянной.

  1. Изотермический процесс, где T = const и

img033                                         (1.8)

(закон Бойля - Мариотта, 1667г.).

  1. Изохорный процесс, где V = const и

img034 ,       img035                       (1.9)

(закон Шарля, 1782г.).

  1. Изобарный процесс, где P = const и

img036 ,         img037                   (1.10)

(закон Гей-Люссака, 1802г.).

Для теплоизолированного идеального газа имеет место адиабатный процесс, описываемый уравнением

img038 .                                              (1.11)

Здесь γ = СP / Cv = const – показатель адиабаты, Cp и Cv  - молярная теплоёмкость газа при постоянном давлении и постоянном объёме соответственно. Адиабатный процесс является частным случаем политропного процесса, который происходит при постоянной теплоёмкости C=const и описывается уравнением

img039 ,                                            (1.12)

где n = (C – Cp)/ (C – CV) = const – показатель политропы. Уравнение (1.12) переходит в уравнение адиабаты (1.11) при C=0 (теплоемкость теплоизолированного газа равна нулю).

Лекция № 2

Первое начало термодинамики

  1. Закон сохранения энергии для термодинамических систем. Обратимые процессы.

  2. Первое начало термодинамики. Макроскопическая работа. Теплопередача. Количество теплоты.

  3. Теплоемкость. Молярные теплоемкости идеального газа.

  4. Получение уравнения адиабаты с помощью первого начала термодинамики.

  5. Теплоемкость идеального газа при политропном процессе.


В состоянии термодинамического равновесия частицы системы совершают особый вид движения – хаотическое тепловое движение. С этим тепловым движением и взаимодействием между частицами связано введение понятия внутренней энергии равновесной термодинамической системы. Согласно молекулярно-кинетической теории вещества внутренняя энергия равна сумме кинетической  энергии теплового движения частиц  и потенциальной  энергии  их взаимодействия. Во внутреннюю энергию не включаются кинетическая энергия движения всей системы как целого и потенциальная энергия частиц во внешнем силовом поле.

Внутренняя энергия является аддитивной величиной и равна сумме внутренних энергий её макроскопических частей. Это справедливо, если энергия взаимодействия частей много меньше их внутренних энергий.

Внутренняя энергия является функцией равновесного состояния и не зависит от конкретного процесса, посредством которого система достигла равновесного состояния. Она может быть записана как функция любой пары термодинамических величин V, Т и Р. Обычно для расчета внутренней энергии используются объем V и температура Т.

В случае идеального газа бесструктурных частиц внутренняя энергия включает в себя только кинетическую энергию теплового поступательного движения частиц и согласно (1.6) описывается выражением:

img040                            (2.1)

где N - полное число частиц газа, Т – абсолютная температура газа и k – постоянная Больцмана. Внутренняя энергия 1 моля идеального газа

img041                                            (2.2)

где img042 - универсальная газовая постоянная. Следует подчеркнуть, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема, поскольку не учитывается потенциальная энергия взаимодействия частиц.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 4,205,021 уникальных посетителей