41. Работа и теплота как форма передачи энергии

Внутреннюю энергию системы можно изменить 2 спосабами:

• Механически:

При сжатии газа его внутренняя энергия увеличивается за счет совершаемой поршнем мханической работы. При расштрении газа, его внутренняя энергия уменьшается превращается в механическую энергию движущегося поршня

• Путем теплообмена: В результате теплообмена температура одного тела уменьшается а другого увеличивается, т.е. тела переходят в состояние равновесия.

.

42. Изменение внутренней энергии тела. Теплообмен.

 Изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии:

Процесс прередачи внутренней энергии без совершения механической работы – теплообменом.

43. Работа газа при изменении объема

Газ оказывает давление на любую стенку сосуда. Если стенка подвижна (например, поршень на рис. 1), то сила давления F совершит работу A, переместив поршень на расстояние L.

Если L невелико, то давление газа останется примерно постоянным. Тогда работа будет равна: 

A = F·L·cos= P·S·L,  где S - площадь поршня,   - угол между направлением силы и перемещением поршня (= 0). 

Произведение S·L равно изменению объема газа V от начального V₁ до конечного V₂значения, т.е. S·L =V = V₁ - V₂. Тогда 

A = P·(V₂ - V₁) = P·V.

44. Количество теплоты. Теплоемкость

Количество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.

Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:

Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.

45. Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Изменение внутренней энергии тела равно разности сообщенного телу количества теплоты и работы произведенной над ним.

46. Применение первого начала термодинамики для изо-процессов.

Первое начало термодинамики:

при изобарном процессе

при изохорном процессе (A = 0)

при изотермическом процессе (ΔU = 0)

Здесь  — масса газа,  — молярная масса газа,  — молярная теплоёмкость при постоянном объёме,  — давление, объём и температура газа соответственно, причём последнее равенство верно только для идеального газа.

47. Круговой процесс (цикл), работа при круговом процессе, кпд

Круговым процессом (или циклом) называется процесс, при котором система, проходя через ряд состояний, возвращается в первоначальное.

КПД:

Поэтому первое начало термодинамики для кругового процесса   (1)  т. е. работа, которая совершается за цикл, равна количеству теплоты, полученной извне. Однако в результате кругового процесса система может теплоту как получать, так и отдавать, поэтому    где Q₁ — количество теплоты, которая получила система, Q₂ — количество теплоты, которое отдала система. Поэтому термический коэффициент полезного действия для кругового процесса   (2)  Термодинамический процесс называется обратимым, если он может осуществляться как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс осуществляется сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в первоначальное состояние, то в окружающей среда и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.