Вопрос 2. Первое начало термодинамики.热力学第一定律

Первое начало термодинамики получено на основании множества опытных данных – по сути это закон сохранения энергии с учетом тепловых явлений. Оно имеет несколько формулировок.

1	«Теплота Q, сообщаемая системе转交系统的内能 идет на увеличение внутренней энергии系统增大的内能 dU системы и на работу功 A, совершаемую системой против внешних сил»
2	«Изменение внутренней энергии dU системы происходит только за счет сообщения ей теплоты и (или) совершения над ней работы внешними силами»(А =  А)
3	«Невозможно построить вечный двигатель первого рода第一代永动机不可能出现, т.е. такой периодически действующий двигатель这样的周期作用的机器, который совершал бы работу бóльшую, чем затраченная теплота»	если сист. возвр. в исходное состояние, dU = 0 и A= Q

Первое начало термодинамики «разрешает» построение такой тепловой машины, которая переводила бы всю затраченную теплоту в работу. Такая машина получила название вечного двигателя второго рода. Но согласно второму началу термодинамики создание такой машины невозможно. Иначе говоря, в любой тепловой машине всегда получается работы меньше, чем затрачивается энергии, часть затраченной энергии рассеивается в окружающей среде.

Вопрос 3.Изохорический процесс等容过程. Его можно осуществить, нагревая газ при закрепленном поршне. Подставим выражения для dQ и dU.

;		после сокращений получим выражение для теплоемкости СV
	молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме等容情况下理想气体分子的热容量 - она не зависит от температуры и определяется только числом степеней свободы молекул

Вопрос 5.Изобарический процесс等体积过程. Нагреваем газ при свободном ходе поршня – поршень будет перемещаться, когда давление внутри превышает давление извне (а оно постоянно). Если эти давления сравняются, поршень остановится.

			подставим dQ, dU и А в I начало и после сокращений получим Ср
	молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении当压力固定是理想气体分子的热容量 – не зависит от температуры与温度无关
		связь между молярными теплоемкостями, Ср  СV потому, что при теплота идет не только на увеличение внутренней энергии, но и на работу против внешних сил

Вопрос 4.Изотермический процесс等温过程. Представим себе, что цилиндр с поршнем помещен в очень большой сосуд с жидкостью. Вначале температура Т у жидкости и газа одинакова. Будем очень медленно поднимать поршень. Газ расширится, его температура уменьшится на dT, и теплота от жидкости перейдет к газу. При этом температура жидкости практически не изменится, т.к. у нее очень большой запас внутренней энергии. Перемещая бесконечно медленно没有终点的缓慢的 поршень, мы в результате нагреем газ при постоянной температуре. Опуская поршень, мы таким же образом можем охладить газ. Естественно, такой процесс реально не осуществим, это идеализация, но она важна при теоретическом рассмотрении процессов в газах.

теплоемкость газа при становится бесконечно большой, т.е. все тепло, подводимое к газу «перерабатывается» им и переводится в работу

Вопрос 6. Адиабатический процесс绝热过程 – это процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Его можно практически осуществить двумя способами: 1)теплоизолировать цилиндр – лучший теплоизолятор – вакуум, и перемещать поршень или 2) очень быстро переместить поршень, так чтобы теплообмен с окружающей средой не успел осуществиться (теплообмен – медленный процесс при не очень больших Т).

	из I начала термодинамики; чтобы проинтегрировать это уравнение, надо «избавиться» от одной из переменных p,V, T.
	найдем dT, продифференцировав уравнение Менделеева-Клапейрона и подставим в 
	сокращая и учитывая, что , получим дифференциальное уравнение с двумя переменными p и V
	разделим переменные, обозначим  = Ср / СV и проинтегрируем; lnС – константа интегрирования

Таким образом, на основе I начала термодинамики мы получили уравнение адиабатического процесса. Так как при таком процессе изменяются все три параметра p,V,T, то можно записать три уравнения процесса:

	уравнения адиабатического процесса绝热过程表达式. Для получения второго и третьего уравнений следует использовать уравнение Менделеева – Клапейрона , - показатель степени адиабаты.