1. Процессы преобразования энергии в различных тепловых машинах осуществляется с помощью вещества, называемого рабочим телом. В качестве рабочих тел могут выступать вещества в жидком, газообразном и твердом состояниях. Они являются «посредниками» в процессе обмена энергией между системой и окружающей средой. Так, например, нагреваемый газ расширяется и совершает механическую работу. В результате происходит преобразование тепловой энергии в механическую. Рабочее тело характеризуют различные параметры состояния – давление, объем, температура, внутренняя энергия, энтальпия, т.д.В качестве основных параметров состояния принимают: удельный объём, абсолютное давление и абсолютную температуру. Удельным объёмом называется объём единицы массы вещества: м³/кг. Масса единицы объёма, т.е. величина обратная удельному объему, называется плотностью: кг/м³ Абсолютным давлением называется давление газа, обусловленное совокупностью ударов беспорядочно движущихся молекул о стенки сосуда, в котором заключен газ, и представляет собой нормальную силу F, действующую на единицу площади А поверхности стенки:

кг/м² = Па. Величина, характеризующая степень нагретости тела, называется температурой.Степень нагретости тел связана со среднеквадратичной скоростью движения молекул выражением:

где m = масса молекулы, k – постоянная Больцмана, Т – абсолютная температура.

Абсолютная температура измеряется в кельвинах (К) и всегда положительна. Абсолютный нуль – это температура, при которой прекращается тепловое движение молекул, т.е. начало отсчета температуры по шкале Кельвина. Температура по шкале Кельвина связана с температурой по шкале Цельсия соотношением:

2. (уравнение сост идеаль газов) где  — давление,  — молярный объём,  — универсальная газовая постоянная  — абсолютная температура,К.

3.(Дальтон) Закон о суммарном давлении смеси газов

Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений.

Закон о растворимости компонентов газовой смеси

При постоянной температуре растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, находящейся над жидкостью, пропорциональна их парциальному давлению.

4(масс объем моль доли). Массовая доля — отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах. ,

где: m₁ — масса растворённого вещества, г ; m — общая масса раствора, г .

Объёмная доля — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах. ,

где: V₁ — объём растворённого вещества, л; V — общий объём раствора, л.

Мольная (молярная) доля вещества — концентрация, выраженная отношением числа молей вещества к общему числу молей всех веществ, имеющихся в растворе.

Где  — мольная доля вещества B в растворе  — количество вещества B, содержащееся в растворе (измеряется в молях)  — сумма количества вещества всех компонентов раствора (измеряется в молях)

• 5.(клайперона-менделеева) где где  — давление,  — молярный объём,  — универсальная газовая постоянная  — абсолютная температура,К.  — масса,   — молярная масса, уравнение состояния можно записать: Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.

6(теплоемкость). Для вычисления количества теплоты, получаемой или отдаваемой системой при переходе из одного состояния в другое, используется понятие теплоемкости. Это одна из важнейших характеристик вещества. Различают молярную и удельную теплоемкости. Молярной теплоемкостью называют количество тепла, которое необходимо сообщить одному молю, вещества, чтобы повысить его температуру на 1К:

(4.4.1)

Удельной теплоемкостью называют количество тепла, которое нужно передать 1 кг вещества, чтобы повысить его температуру на 1К:

В последних формулах   – элементарное количество тепла, переданное веществу,  – изменение его температуры, вызванное этим теплом,  и   – число молей и масса вещества соответственно.Из формул (4.4.1–4.4.2) нетрудно получить связь между молярной и удельной теплоемкостями:

где   – молярная масса. В дальнейшем, в основном, будем использовать молярную теплоемкость, которую будем называть просто теплоемкостью.

7(процессы). Пусть, для примера, происходит нагрев газа в сосуде, возможны два случая: если поршень зафиксирован и объем не меняется, то произойдет повышение давления в сосуде. Такой процесс называетсяизохорным (v=const), идущий при постоянном объеме.

Рисунок 1. Изохорные процессы в P – T координатах (v1>v2>v3). (обратно к содержанию)

eсли поршень свободен то нагреваемый газ будет расширятся при постоянном давлении такой процесс называется изобарным (P=const), идущим при постоянном давлении.;

Рисунок 2. Изобарные процессы в v – T координатах P1>P2>P3 (обратно к содержанию)

Если, перемещая поршень, изменять объем газа в сосуде то, температура газа тоже будет изменяться, однако можно охлаждая сосуд при сжатии газа и нагревая при расширении можно достичь того, что температура будет постоянной при изменениях объема и давления, такой процесс называется изотермическим (Т=const).

Рисунок 3. Изотермические процессы в P – v координатах T1>T2>T3 (обратно к содержанию)