11. Применение I начала термодинамики к изопроцессам

Изопроцессы-процессы при которых один из основных параметров состояния остается неизменным.

1)Изохорный процесс- процесс протекающий при постоянном обьеме. Практически изохорный процесс можно осуществлять при нагревании или охлаждении газа в толстостенном наглухо закрытом сосуде.

dA=0

dQ=dU=m/M*i/2*R*dT=m/M*Cv*dT

2)Изобарный процесс - просец протекающий при постоянном давлении. Практически он осуществляется на пример при нагревании или охлаждении газа находящегося в цилиндре с легкоподвижным поршнем.

dQ=PdV+i/2*m/M*RdT=m/M*dT*(1+i/2)*R

dQ=m/M*Cp*dT

PV1=m/M*RT1; PV2=m/M*RT2

=> P(V2-V1)=m/M*R(T2-T1)

Или dA=m/M*RdT

3) Изотермический процесс – процесс протекающий при постоянно температуре. Практически такой процесс возможен при наличии идеального теплового контакта между газом и окружающей средой (например массивным телом имеющее постоянную температуру) Изотермическими процессами явл: кипение, конденсации, плавление, кристаллизация.

dT=0, dU=0

dQ=dA=P*dV

Для идеального газа изотермический процесс подчиняется закону Бойля-Мариотта PV=const

12.Адиабатический процесс - термодинамический процесс при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающей средой. (является частным случаем политропного процесса, т.к. при нём теплоёмкость газа равна нулю и следовательно постоянна)

Q=0 Мгновенно протекает данный процесс.

ΔU=-A

.При Адиабатическом расширении (dV>0) происходит охлаждение газа (dT<0), а при адиабатическом сжатии газа (dV<0) происходит нагревание (dT>0)

PV^ γ=const - ур-ие адиабаты.

Где γ = Cp/Cv=(i+2)/2-коэф. Пауссона, показатель адиабаты

С=dQ/dT=0 – теплоемкость при адиабатическом процессе равна 0.

13) Обратимые и необратимые процессы

Круговой процесс(цикл) – процесс в котором система пройдя через ряд состояний возвращается в исходное состояние.

Прямой (по часовой стрелке) A>0; A=A1-A2; ΔU=0; Q=A.

Обратный (против часовой стрелки) A<0; A=A2-A1; - отрицательная работа. ΔU=0; Q=A

Работа равна кол-ву полученной из вне теплоты.

1) Называется обратимым если он может происходить как в прямом так и в обратном направлении, причем если такой процесс происходит сначала в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в самой системе не происходит никаких изменений.

2) Всякий другой процесс не удовлетворяющий этим условиям называется – не обратимым

Из повседневной практики известно, что все естественные самопроизвольные процессы, происходящие в природе, являются необратимыми; обратимых процессов в природе не существует..

14. II начало термодинамики. Тепловые и холодильные машины

1) По Кельвину Второе начало термодинамики.

Вечный двигатель 2-ого рода->переодически действующий двигатель, совершающий работу за счет охлаждения одного источника теплоты невозможен.

A=Q1-Q2

. η=A/Q1=(Q1-Q2)/Q1 (Q2=0)

=> η=1 (невозможно)

2) Холодильная машина

По Каузиусу Второе начало термодинамики.

Без совершения работы нельзя отбирать теплоту от менее нагретого тела и отдавать её более нагретому телу.

T1>T2

Q=dU+A (ΔU=0)

Q=A

Q=Q2-Q1 (A<0)

Q2-Q1=-A

Q1=Q2+A