26. Взаимосвязь теплоты, внутренней энергии и работы при постоянном давлении, объеме и т.

В термодинамике выделяются несколько типов процессов: 1) изохорный, т.е процесс протекает при V=const. Тогда элементарная работа расширения системы будет =0. При этих условиях δQ_v=dU=U₂-U₁=∆U. Вся теплота отведенная к системе расходуется на увеличение ее внут энергии. Из последнего ур-я следует что теплота приобрела свойства функции состояния, т.е не зависит от пути процесса. 2) изобарный – p=const. Для изобарного процесса δQ=dU+pdV. Так как во втором слагаемом p=const то ее можно внести под знак диф-ла δQ=dU+d(pV). А сумма 2 диф-лов=полному диф-лу δQ=dU+d(pV)=d(U+pV). Так как в правой части полн диф-л то можно записать dQ=dU+d(pV). U+pV=H, Q=H₂-H₁ =∆H. так как H является функцией состояния, то и Q при Р=const тоже явл-ся ф-ей состояния. Теплота, переданная системе, расходуется на увил-е внут энергии и совершение работы против внешнего давления – работы расширения. W=∫pdV=p(V₂-V₁) 3)изотермический – Т=const. То есть при изотерм процессах изменение внутренней энергии = 0. δQ=δW=pdV. Сообщенная системе теплота целиком превращается в работу расширения. Так как для 1 моля ид газа p=RT/V , получим Q=W=RTln(V₂/V₁)= RTln(p₂/p₁) (для газов). Энтальпия — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц. Проще говоря, энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении. U+pV=H. Таким образом, энтальпия в данном состоянии представляет собой сумму внутренней энергии тела и работы, которую необходимо затратить, чтобы тело объёмом V ввести в окружающую среду, имеющую давление р и находящуюся с телом в равновесном состоянии. 

27. Работа системы при отсутствии теплообмена с окр. Средой, теплоемкость системы.

Адиабатный процесс – процесс в кот не происходит теплообмена с окр средой, т.е δQ=0. При этом δW=-dU и W=U₁-U₂. Одним из наиболее значимой величиной яв-ся теплоемкость – количество тепла необ-е для повышения Т на 1К, либо на 1 грамм вещества или 1 моль вещества. Взаимосвязь м/у Q, массой системы m (или количеством вещества n) и изменением температуры можно представить Q=mC_ср(T₂-T₁)= nC_{ср m}(T₂-T₁) где C_ср – средняя удельная теплоемкость, C_{ср m} – средняя молярная теплоемкость. Если m=n=1 то C=Q/(T₂-T₁)

28. Взаимосвязь теплоемкости при постоянном давлении и объеме для идеальных газов и кристаллов.

Когда р=const C_p=δQ/dT=[∂H/∂T]_p ,при V=const . Для газов теплоемкость может быть рассчитана с большой степенью точности. Для жидкости и тв тел в виду отсутствия адекватной теории строения рассчитывать теплоемкости теоретически достаточно сложно. По этой причине используются разного рода эмпирические формулы. Например: формула Дюлонга-Пти C_v=24 кДж/К*моль, формула Келли C_p= (32.43 кДж/К*моль)*n –используется для высококипящей жидкости. Правило Неймана-Коппа C_v=(24 кДж/К*моль)*n, где n число атомов в соединении.