Основные термодинамические процессы

1. Изохорный процесс протекает при постоянном объеме V=const

Закон Шарля

V

P

2. Изобарный процесс P=const

Закон Гей-Люссака

P

V

3. Изотермический процесс T=const

Закон Бойля-Мариотти

V

P

4. Адиабатный процесс

Без теплообмена с окружающей средой q=0

k - показатель адиабаты

Для идеального газа:

Для всех остальных газов:

- Энтапия

- Энтропия

5. Политропный процесс

n – показатель политропы.

Внутренняя энергия и энтальпия.

Экстенсивные калорические параметры.

Составляющие энтальпии:

Кинетическая энергия микрочастиц,

Потенциальная энергия взаимодействия микрочастиц,

Энергия электронных оболочек атомов,

Внутренняя энергия.

Величина внутренней энергии определяется параметрами состояния вещества, поэтому внутренней энергией является функция состояния.

Изменение внутренней энергии:

Для идеального газа:

Энтальпия - совокупность внутренней энергии и потенциальной энергии внешнего давления.

Энтальпия является функцией состояния:

Для идеального газа:

Величина внутренней энергии выбирается произвольно для газа, точка отсчёта является нормальным условием воды тройную точку.

Рассматривают расширенную систему:

F

Z

P

m

Первый закон термодинамики.

Формулировка:

Теплота переданной термодинамической системой расходуется на увеличение внутренней энергии и совершение работы.

Аналитическое выражение:

Получим выражения первого закона термодинамики по 2-ой формуле через энтальпии, преобразуем его:

Уравнение термодинамики для конечного процесса:

Располагаемая работа:

Энтропия.

Энтропия – мера деградации энергии вещества в элементарном обратимом термодинамическом процессе.

1. Энтропия изолируемой системы не изменяется, если в системе пробегают обратимые процессы и энтропия растёт, когда в системе пробегают необратимые системы.

2. Переход термодинамической системы по неравноместному состоянию к равноместному сопровождается ростом энтропии.

3. Энтропия сложной системы равна сумме энтропий компонентов.

4. Энтропия есть свойство состояния

Изменение энтропии в различных процессах.

Энтропия идеального газа:

Полученную формулу преобразуем:

Если условно принять точку отсчёта энтропии, то можно вычислить абсолютную

энтропию газа при любых параметрах состояния. За точку отсчёта принимают нормальные условия.

Энтропия в разных процессах:

1. Изохорный:

2. Изобарный:

3. Изотермический:

4. Адиабатный:

5. Политропный:

T,S – Диаграмма

T, K

S, Дж/кг

V = const (изохора)

S, Дж/кг

T, K

P = const (изобара)

T = const (изотерма)

q = 0 (адиабата)