15. Элементарная работа, совершаемая газом при изменении объема. Графическое представление работы. Зависимость работы от вида процесса. Вычисление работы идеального газа при изопроцессах.

A=F*S*cosa (F – сила давления газа, S – перемещение a – угол между направлением силы и направлением пути.) если F↑↑S то cos угла = 1 значит работа положительная) . Работа газа в изопроцессах: изохорный процесс: A=0. Изобарный процесс: A=P*∆V Изотермический A=

16. Классическая теория теплоемкости идеального газа. Удельная и молярная теплоемкости, связь между ними. Молярные теплоемкости при постоянном давлении и объеме и их взаимосвязь. Формула Майера. Теплоемкость идеального газа - это отношение тепла, сообщенного газу, к изменению температуры ∆Т, которое при этом произошло. C=∆Q/∆T. Молярная теплоемкость - теплоемкость 1 моля идеального газа. См= ∆Q/(∆T*υ(ню)). Удельная теплоемкость вещества определяется как количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус Кельвина.

Суд.=Q/(m*∆T). Молярная теплоемкость при постоянном: давлении – Ср=∆Q/νΔT=C_V+R=(1+i/2)*R; объеме – Cv= (i/2)* ν*R. Формула Майера: Cp-Cv=R - где R — универсальная газовая постоянная,Cp — молярная теплоемкость при постоянном давлении, Cv — молярная теплоемкость при постоянном объёме.

18. Применение 1 начала термодинамики к различным изопроцессам.

Изотермический: U = 0, Q = A, A=P*∆V; Изохорный: A=0. U=Q, Q=С_V(T₂-T₁); Изобарный: ∆U=С_V(T₂-T₁)

Q=Сp(T₂-T₁), A=P*∆V.

19. Термодинамика адиабатического процесса.Адиабатический процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не получает и не отдаёт тепловой энергии. Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса. Адиабатические процессы обратимы, если их проводить достаточно медленно. В общем случае адиабатический процесс необратим.

A=-∆U=С_V(T₁ - T₂), Q = 0, ___________________________________________________________

20.Политропические процессы. Уравнение политропы. Показатель политропы.

Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость c газа остаётся неизменной. Предельными частными явлениями политропного процесса являются изотермический процесс и адиабатный процесс. В случае идеального газа изобарный процесс и изохорный процесс также являются политропическими. Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде: pVⁿ=const где величина n=(C-Cp)/C-Cv) – показатель политроы.

21.Обратиые и необратимые термодинамические процессы. Необратимость реальных процессов.

Обратимый процесс (то есть равновесный) — термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений. Обратимый процесс можно в любой момент заставить протекать в обратном направлении, изменив какую-либо независимую переменную на бесконечно малую величину. Обратимые процессы дают наибольшую работу. Бо́льшую работу от системы вообще получить невозможно. Это придает обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему. Необратимым называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все реальные процессы необратимы. Примеры необратимых процессов: диффузия, термодиффузия, теплопроводность, вязкое течение и др. Все необратимые процессы являются неравновесными процессами. В замкнутых системах необратимые процессы сопровождаются возрастанием энтропии. В открытых системах (которые могут обмениваться энергией или веществом с окружающей средой) при необратимых процессах энтропия может оставаться постоянной или даже убывать за счёт обмена энтропией с внешней средой. Однако во всех случаях остаётся положительным производство энтропии, т. е. её возрастание в системе за единицу времени из-за наличия необратимых процессов

Энтропия - мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов. Она является функцией состояния и остаётся постоянной при обратимых процессах, тогда как в необратимых — её изменение всегда положительно. Необратимость реальных процессов – пример с чашкой чая.

22. Прямые циклы. Тепловые машины. КПД тепловых машин. 2 закон термодинамики в формулировке Томсона. Вечный двигатель второго рода ТЕПЛОВАЯ машина - машина, которой осуществляется преобразование теплоты в работу или работы в теплоту. В основе действия тепловой машины лежит круговой процесс (цикл термодинамический), совершаемый рабочим телом. Если при осуществлении цикла на одних его участках теплота подводится к рабочему телу, а на других отводится (при более низкой температуре), то рабочее тело совершает работу, равную (для идеальной тепловой машины) разности количеств подведенной и отведенной теплоты. КПД теплового двигателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле: n= (Q1-Q2)/Q1.

Второе начало термодинамики: Постулат Томсона: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара». Вечный двигатель второго рода — воображаемая машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики.