Теплоемкость газовой смеси

Массовая

с_см= (6)

Объемная

с^/_см= (7)

Мольная

μ c_см= (8)

Лекция № 6. Тема: первый закон термодинамики. Внутренняя энергия

Внутренняя энергия – это вся энергия, заключенная в теле или системе тел.

Внутренняя энергия включает в себя:

1. кинетическую энергию поступательного, вращательного и колебательного движения частиц;

2. потенциальную энергию взаимодействия частиц;

3. энергию электронных оболочек атомов;

4. внутриядерную энергию.

Таким образом, внутренняя энергия – энергия хаотического движения молекул и атомов, включающая энергию поступательного, вращательного и колебательного движений, потенциальную энергию сил взаимодействия между молекулами.

Внутренняя энергия является функцией состояния тела, то есть любых двух независимых параметров, определяющих это состояние:

U = M • u, (Дж, кДж) (1)

U = φ ₁ (p,V); U = φ ₂ (p, T); U = φ ₃ (V, T)

Величина u = U / M, Дж/ кг (2)

называется удельной внутренней энергией и представляет собой внутреннюю энергию единицы массы вещества.

Для идеального газа внутренняя энергия определяется только температурой, т. к. молекулы газа не обладают потенциальной энергией сил сцепления, т.е. u = f (t).

Для реального газа внутренняя энергия зависит от температуры и давления или от температуры и удельного объема, т.е. u = f (t, p), u = f (t, v).

Изменение внутренней энергии ∆u = u ₂ – u ₁ = с _v (t ₂ – t ₁) (3)

Теплота

Теплота – количество энергии, передаваемое при непосредственном контакте тел, имеющих различную температуру, путем обмена кинетической энергии между молекулами, либо лучистым переносом энергии путем электрических волн.

Количество энергии, полученное телом в форме теплоты, называется подведенной (сообщенной) теплотой – Q ₁ , q ₁ .

Количество энергии, отданное телом в форме теплоты, называется отведенной (отнятой) теплотой - Q ₂ , q ₂ .

q (Дж/кг, кДж/кг) – удельное количество теплоты, , q = Q / M (4)

Q , (Дж, кДж) – произвольное количество теплоты. Q = M • q (5)

Работа

Работа – количество энергии, которое идет на изменение объема тела.

Количество энергии, полученное телом в форме работы, называется совершенной над телом работой, а отданную энергию в форме работы – затраченной телом работой.

Затраченная телом работа является положительной и называется работой расширения, а совершенная над телом работа – отрицательной и называется работой сжатия.

L = p · ∆V, (6)

l , (Дж/кг, кДж/кг) – удельная работа, l = L / M, (7)

L, (Дж, кДж) – произвольная работа. L = M • l. (8)