2. Физические основы термодинамики

Изопроцессы

Изотермический ( T = const )

P V = const P₁ ∙ V₁ = P₂ ∙ V₂ = … = const (14)

Изобарический (P = const)

(15)

Изохорический (V = const)

(16)

Адиабатический (адиабатный)

DQ = 0 (нет теплообмена с окружающей средой).

P – уравнение Пуассона. (17)

– показатель адиабаты

– удельная изобарная теплоемкость, Дж/(кг К);

– удельная изохорная теплоемкость, Дж/(кг К).

Политропический процесс

C = const (18)

– показатель политропы.

1-й закон (начало) термодинамики

– закон сохранения энергии. (19)

– количество подводимой теплоты, Дж;

– изменение внутренней энергии, Дж;

–количество совершённой работы, Дж;

Для изопроцессов

T = const

P = const

V = const

2-е начало термодинамики

– Устанавливает условия и направление протекания термодинамического процесса.

– изменение энтропии, Дж/К.

Для самопроизвольного процесса dS  0.

3-е начало термодинамики (теорема Нернста)

При

Круговые процессы (циклы)

Обратный

Прямой

. (20)

Здесь – термический КПД цикла, ;

– количество теплоты, подводимое от нагревателя, Дж;

– количество теплоты, отводимое в холодильник, Дж;

– полезная работа, Дж.

Для обратного цикла –

– холодильный коэффициент. (21)

Цикл Карно

– только для цикла Карно. (22)

3. Реальные газы

Уравнение Ван-Дер-Ваальса (для 1 моля газа)

(23)

где a,b – постоянные Ван-Дер-Ваальса;

– характеризует добавку к внешнему давлению P, обусловленную взаимодействием между молекулами;

b – поправка, учитывающая размеры молекул, т.е. ту часть объёма, которая недоступна для движения молекул;

– объем 1 моля газа.

Экспериментальные изотермы

– критическая температура

(1-2) – газообразное состояние вещества

(3-4) – жидкое состояние

(2-А) – перенасыщенный пар

(3-В) – перегретая жидкость

(2-3) – равновесное состояние между жидкостью и паром.

– критические параметры (см. справочник).При приближении к критическому состоянию исчезает различие между жидкостью и газом.