18. Термодинамические параметры
Термодинамич система – группа макроскопич тел, для кот свойственны процессы перехода теплоты в др формы энергии и обратные процессы. Это совок-ть атомов, молекул, кот обладают Екин Епот и внутр энергией. Евнутр = Екин движ частиц +Епот их взаимод; колебат и вращат энергии движ атомов и молекул: энергии электронных оболочек; энергии электростатических и гравитац полей. Изменение состояния системы обусловлено передачей энергии от одного тела системы к др. Совок-ть тел, состояние кот может меняться – процесс (равновесные (одинак во всех частях объема сист) и неравновесные).
Термодинамич параметры – физич величины, с пом кот описывают состояние системы (t°, p, V, m…).
t° - сост равновесия макроскопич системы и изолированной системы, находящейся в состоянии равновесия, одинакова для всех ее частей. Мера хаотич теплового движения молекул и мера Екин.
Давление – величина, численно равная силе, действ на 1 площади.
Плотность – величина, численно равная отнош массы однородного тела к его V.
19. Уравнение состояния газов
Газы: реальные, идеальные.
Идеальный: соудар молекул как соудар упругих шаров; V, занимаемый молекулами ничтожно мал по сравнению с общим V газа; между молекулами отсутствуют силы притяжения.
Процессы:
Изотермический – pV = const
Изобарический –
Изохорический -
= const
Их
объединяют уравнением Менделеева-Клапейрона:
pV
=
,
М – молекулярная масса; R=8,31
Дж/моль*К– универс газовая постоянная.
Это ур-е – объед газовый закон.
Реальные–молекулы занимают значит объем и взаимод м/у собой.
Они подчиняются Ван-дер-Ваальсову уравнению:
Постоянная
учитывает межмолекулярное взаимод, а
постоянная b
– V,
занимаемый молекулами.
20. Изопроцессы
Характерны для ид газов, протекают при каком-либо фиксированном параметре.
Изотермич процесс протекает при пост t° и подчиняется закону Бойля-Мариотта: при постоянной t° для данной массы газа pV = const;
Изобарич
процесс
– при пост
р
и подчиняется закону Гей-Люссака:
V
данной массы газа при постоянном р
линейно возрастает с ростом t°:
;
V
= V0(1+
,
- коэффициент объемного расширения
газа.
Изохорич
процесс
– протекает при пост
V
и подчиняется закону Шарля:
давление данной массы газа при пост V
линейно возрастает с ростом t°:
,
где
-
термич коэффициент давления. Для ид
газов:
.
Адиабатич процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Он подчиняется закону Пуассона: pVβ = const (β – коэффициент Пуассона).
21. Основное ур-е молекулярно-кинетической теории газов
Это ур-е определяет давление газа через кол-во молекул в V, m молекул и их средн квадратичн скорость движ:
Абсолютн
t°
пропорц-на средней квадратичной энергии
поступат движения молекул. Зависимость
средней кинетич энергии молекул от t°:
=
,
K-
постоянная Больцмана (показ какую
энергию нужно сообщить одной частице,
чтобы ее t°
увелич на 1° К).
Давление газа пропорц-но концентрации по абсолютной t°:
22. 1-й закон термодинамики
Закон сохр энергии – энергия любой изолированной системы остается неизменной; работа, совершенная системой и переданная ей теплота в сумме равны внутр энергии системы.
ЗСЭ: Теплота, переданная системе в процессе изменения ее состояния, расходуется на изменение внутр энергии и на совершение работы против внешних сил: dQ = dU+dA (Q – теплота; U – внутр энергия; А – работа).
При изохорич процессе V = 0, т.е. газ не совершает внешней работы и вся теплота расходуется на увелич внутренней энергии.
При изобарич процессе p=const; энергия, передаваемая газу, тратится как на увелич внутренней энергии, так и на совершение внешней работы.
При изотермич процессе изменение внутр энергии = 0 и вся теплота тратится на работу.
Адиабатич сжатие газа соотв-ет отрицат внешней работе и увелич внутр энергии, т. е. газ нагревается; адиабат расширение газа сопровожд положит внешн Работой, но напряж при этом уменьш и газ охлаждается.