Билет № 4
Вну́тренняя
эне́ргия
тела (обозначается как E
или U) —
это сумма энергий молекулярных
взаимодействий и тепловых движений
молекулы. Внутренняя энергия является
однозначной функцией состояния системы.
Это означает, что всякий раз, когда
система оказывается в данном состоянии,
её внутренняя энергия принимает присущее
этому состоянию значение, независимо
от предыстории системы. Внутреннюю
энергию тела нельзя измерить напрямую.
Можно определить только изменение
внутренней энергии:
где
—
подведённая к телу теплота,
измеренная в джоулях,
—
работа,
совершаемая телом против внешних сил,
измеренная в джоулях
Механическая работа — физическая величина, зависящая от векторов силы и перемещения. Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы
Теплота́ сгора́ния — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль).
Теплоемкость
идеального газа
— это отношение количества теплоты,
сообщенного газу, к изменению температуры
δТ, которое при этом произошло.
.
Теплоемкость идеального газа бывает:
адиабатической, изотермической,
изохорной, изобарной
Молярная
теплоёмкость —
это теплоёмкость одного моля
вещества. Часто употребляется обозначение
.Связь
с удельной теплоёмкостью:
,
где c — удельная
теплоёмкость,
μ — молярная
масса.
Размерность молярной теплоёмкости
[Дж/(К•моль)]
Уде́льная
теплоёмкость
вещества определяется как количество
тепловой
энергии,
необходимой для повышения температуры
одного килограмма
вещества на один градус. Единицей СИ
для удельной теплоёмкости является
джоуль
на килограмм-кельвин.
Следовательно, удельную теплоёмкость
можно рассматривать как теплоёмкость
единицы массы
вещества. Формула расчёта удельной
теплоёмкости:
,
где
—
удельная теплоёмкость,
—
количество
теплоты,
полученное веществом при нагреве (или
выделившееся при охлаждении),
—
масса нагреваемого (охлаждающегося)
вещества,
—
разность конечной и начальной температур
вещества.
Показатель
адиабаты
(иногда называемый коэффициентом
Пуассона) —
отношение теплоёмкости
при постоянном давлении (
)
к теплоёмкости при постоянном объёме
(
).
Обозначается греческой буквой
(гамма)
или
(каппа).
Уравнение:
,
где
—
теплоёмкость
газа,
—
удельная
теплоёмкость
(отношение теплоёмкости к единице массы)
газа, индексы
и
обозначают
условие постоянства давления или
постоянства объёма.
Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.1.В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным. Формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.). 2.Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил 3.Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется.
4. Изменение полной
энергии системы в квазистатическом
процессе
равно количеству теплоты
,
сообщённому системе, в сумме с изменением
энергии, связанной с количеством
вещества
при
химическом
потенциале
,
и работы
,
совершённой над системой внешними
силами и полями,
за вычетом работы
,
совершённой самой системой против
внешних сил
.
В адиабатическом
процессе
теплообмена с окружающей средой не
происходит, то есть
.
Однако, объём, давление и температура
меняются, то есть
.Следовательно,
теплоемкость идеального газа в
адиабатическом процессе равна нулю:
.
В изотермическом
процессе
постоянна температура, то есть
.
При изменении объема газу передается
(или отбирается) некоторое количество
тепла. Следовательно, теплоемкость
идеального газа стремится к бесконечности:
.
В изохорном
процессе
постоянен объем, то есть
.
Элементарная работа газа равна
произведению изменения объема на
давление, при котором происходит
изменение (
).
Первое Начало Термодинамики для
изохорного процесса имеет вид:
.
А для идеального газа
В изобарном
процессе
(
)