27. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа в изопроцессах.

Внутренняя энергия может изменяться за счет в основном 2х различных процессов: совершением над телом работы A’ и сообщение ему количества тепла Q. По третьему закону Ньютона, работа совершенная газом А=-A’.

Таким образом, приращение внутренней энергии системы должно быть равно сумме совершенной над системой работы А’ и кол-ва сообщенного ему тепла:

Обычно, вместо работы А’ рассматривают работу А: – первый закон(начало) термодинамики

=>

– формула процесса теплообмена, с- теплоемкость – кол-во теплоты, которое надо сообщить телу для нагревания его на 1°. Удельная теплоемкость: с_уд=с/m. с_М =с_удМ – молярная теплоемкость

- формула, связывающая степень движения свободы молекул с внутренней энергией

Положение Максвелла-Больцмана: В среднем на каждую степень свободы приходится энергия=1/2kT в равновесном состоянии.

Работа газа в изопроцессах:

1. изохорный: V=const

A=0 =>

2. Изобарный: P=const

A=P(V2-V1)

3. Изотермический: Т=const

Q=A отсутствует теплоемкость

pV=RT

4. Адиабатный(изоэнтропный): dQ=0

В адиабатном процессе постоянной является энтропия

27. Изохорный процесс. Теплоемкость Cv. Изобарный процесс. Теплоемкость Ср.

1. изохорный: V=const

=> =>

c_Vмол=iR/2,

2. изобарный: Р=const

(pV=RT) =>

– Формула Р.Майера

A=P(V2-V1)

29. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона.

1. Адиабатный(изоэнтропный): dQ=0

pV=RT RdT=pdV+Vdp =>

выразим из формулы Майера:

=>

Проинтегрируем: => =>

– уравнение Пуассона

В адиабатном процессе постоянной является энтропия

33. Энтропия идеального газа. Основное уравнение термодинамики.

Основное уравнение термодинамики:

Применим это уравнение для одного моля идеального газа:

1. T=const

2. V=const

3. p=const

4. S=const(адиабатный, изоэнтропный)

=> S=const

33. Термодинамическая вероятность. Уравнение Больцмана для энтропии. Статистическое толкование второго закона термодинамики.

Статическое истолкование энтропии

Если молекул 2 – микросостояний – 4

Если молекул 4 – микросостояний – 16

Термодинамическая вероятность: W – статический вес . Статический вес определяет число микросостояний, реализующих макросостояние.

Свойства термодинамической вероятности:

1. больше 1

2. 

3. Термодинамическая вероятность – мультипликативная величина, т.е. «разбив» на части умножаем величины для объединения.

Постольку, поскольку поведение термодинамической вероятности похоже на поведение энтропии, но энтропия – аддитивна, а Т.В. – мультипликативна:

S=k ln W+const k – постоянная Больцмана

33. Реальные газы. Поправки Ван-дер-Ваальса.

Законы идеальных газов – приближенные законы.

Ван-дер-Ваальс – голандский физик, заложил основы молекулярной теории реальных газов.

N2 при 0°С

pатм	(PV)ид	(PV)эксп
1	1	1
100	1	0,99
500	1	1,39
100	1	2,07

Поправки Ван0дер-Ваальса:

1. поправка на собственный объем

Н едоступный объем в 8 раз больше собственного.

P(V-b)=RT

2. поправка на силы притяжения молекул

- внутреннее давление

(V-b)=RT