1. Первое начало термодинамики.

Кол-во энергии, передаваемое одним телом другому, опр-ся работой A, совершаемой друг над другом телами, кол-во энергии, переданное от тела к телу путем теплопередачи, опр-ся кол-ом тепла Q, отданного одним телом другому. Т.о, приращение внутр. энергии системы должно быть равно сумме совершенной над системой работы A’ и кол-ва сообщенного системе тепла Q:

U₂ - U₁ = Q + A’ (1)

Здесь U₁ и U₂ – начальное и конечное значения внутренней энергии системы. Обычно вместо работы А’, совершаемой внешними телами над системой, рассматривают работу А (равную –A’), совершаемую системой над внеш. телами. получим: Q = U₂ – U₁ + A. Это уравнение выражает закон сохранения энергии и представляет собой содержание первого закона (начала) термодинамики. Словами его можно выразить следующим образом: кол-во тепла, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.

Процессы, в кот. один из параметров состояния вещ-ва остается неизменным наз-ся изопроцессами. Для идеального газа:

1). Изотермический процесс. По умолчанию во всех изопроцессах m_газа = const.

T=const  ∆U=0; Q=A

2). Изохорный процесс:

V=const  A=0; Q=∆U

3). Изобарный процесс:

p=const  Q=∆U+A

4). Адиабатный процесс: процесс без теплообмена с внешней средой.

Q=0  -A=∆U.

На практике адиабатный процесс имеет место, если изменение параметров состояния газа происходит достаточно быстро (за небольшое время система получает из вне также небольшое кол-во теплоты).

2. Удельная и мол-ая теплоемкость. связь C_p и C_v м\ду собой.

Пусть тело, получив кол-во теплоты dQ, нагрелось на dT градусов, то теплоемкость тела:

Теплоемкостью тела называется физическая величина, численно равная кол-ву теплоты, кот. надо сообщ. телу, чтобы нагреть его на 1 градус. Теплоемкость отнесенная к единице массы тела, наз-ся удельной теплоемкостью:

[Q]=Дж/кг*К

Молярная теплоемкость:

Найдем молярную теплоемкость идеал. газа. Согласно I начала термодинамики Q=∆U+A; работа зависит не только от состояния, но и от пути перехода, т.е. теплота также не является функцией состояния вещества.

Но это означает, что теплоемкость также не является функцией состояния вещества и зависит пути перехода от одного состояния в др. Сущ-т бесконечно много видов теплоемкостей, ограничимся расчетом 2 видов теплоемкостей:

C_V – при V=const

C_P – при p=const

1). V=const

dQ=dU, т.к dA=0

2). p=const

dQ=dU+dA

3.Работа газа при Адиабатном процессе.

Работа, совершаемая при адиабатном изменении объема газа, может быть найдена по формуле:

где:

p₁ и V₁ – давление и объем газа при T₁.

5. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти.

В качестве модели твердого тела рассмотрим правильно построенную кристалличес­кую решетку, в узлах которой частицы (атомы, ионы, молекулы), принимаемые за материальные точки, колеблются около своих положений равновесия — узлов решет­ки — в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Таким образом, каждой состав­ляющей кристаллическую решетку частице приписывается три колебательных степени свободы, каждая из которых, согласно закону равнораспределения энергии по степеням свободы, обладает энергией kT. Внутренняя энергия моля твердого тела где Na-авог. Na*k=R,пост.Больцмана. Тогда теплоемкость ТВ.тела:

Т.е мол-ая (атомная) теплоемкость хим-ки простых тел в крист-ом сост.одинакова(3R) и не зависит от температуры.Закон Дюлонга и Пти.

Если ТВ.тело явл.хим-им соед-ем, то частиц в моле не=n*Nа, где n-число атомов в молекуле. Т.о. мол-ая тепл-ть ТВ.хим.соед. т.е. = сумме атомных тепл-ей Эл-ов сост-их это соед-ие.