26. Идеал газ күй теңдеуі: Менделеев – Клапейрон теңдеуі. Изопроцесстер

Термодинамикалық жүйенің (өте көп бөлшектерден құралатын) тұрақты сыртқы шарттарда болатын тепе-теңді күйі бірмәнді түрде термодинамикалық параметрлер (тәжірибеде өлшенетін шамалар) арқылы анықтылады.

Дененің негізгі үш параметрлері:

Р – қысым, V – көлем, Т – температура. Тепе-теңді күйде олардың арасында бірмәнді байланысты – күй теңдеуі деп атайды:

Идеал газ күй теңдеу: (Менделеев - Клапейрон) тәжірибеде анықталып теорияда дәлелдеген:

мұнда m, μ – масса және мольдік масса, - әмбебап (универсал) газ тұрақты. Бұл теңдеуден:

Изопроцесс – массасы өзгермейтін жүйеде күй параметрлерінің бірі тұрақты болғанда өтетін термодинамикалық процесс.

Идеал газ заңдары

Изобарлық процесс	Изохоралық процесс	Изотермиялық процесс
Гей – Люссак заңы	Шарль заңы	Бойль – Мариотта заңы

- Цельсий шкаласындағы температура

, , температурадағы көлем, қысым

27. Ішкі энергия

Ішкі энергия U – денені құрастыратын бөлшектердің өзара әрекеттесу потенциалдық энергиясының және бейберекет қозғалыстың кинетикалық энергияның қосындысы.

Ескерту: дененің сыртқы өрістегі потенциалдық энергиясы және дененің (реттелген) қозғалысының кинетикалық энергиясы – механикалық энергияға жатады, ішкі энергия есебіне кірмейді!

Молекулалардың бейберекет қозғалысының кинетикалық энергиясы температураға пропорционалды, ал бөлшектердің өзара әрекеттесу потенциалдық энергиясы олардың өзара арақашықтығынан тәуелді. Сондықтан ішкі энергия температура және көлемнің функциясы (тепе – теңді күй үшін бірмәнді)

Бір күйден басқа күйге ауысқанда ішкі энергияның өзгерісі ауысу процесі түрінен тәуелсіз, ол соңғы және бастапқы тепе-теңді күйлердегі ішкі энергиялар айырымына тең:

Идеал газда молекулалардың өзара әрекеттесу потенциалдық энергиясы нөлге тең, сондықтан біратомды газ үшін

(көп атомды газдарда 3 – ті i – молекуланың еркіндік дәрежелер санына ауыстыру керек. Қалыпты күйде сызықты кеңістік молекулалар үшін)

Дененің ішкі энергиясын өзгертудің екі әдісі бар:

жұмыс жасау А және жылу алмасу Q

29. Термодинамикадағы жұмыс

Термодинамикада жұмыс көлем өзгерткенде жасалады:

Газ көлемін ұлғайтқанда сыртқы күштерге қарсы оң жұмыс жасалады

Газ сығылғанда жасалған жұмыс теріс таңбалы

Газ көлемі V₁ – ден V₂ – ге өзгергенде жасалған жұмыс

жұмыстар қосындысы және ол процестен, бастапқы күйден соңғы күйге ауысу жолынан тәуелді.

Нақты процесс үшін, егер белгілі болса жұмысты есептеуге болады.

Изобарлық процесте

Кез келген процесте жұмыс сызығының астындағы ауданға тең және процесс түрінен тәуелді.

Изохорлық процесте

Изотермиялық процесте

30. Жылу алмасу. Жылусыйымдылық

Бір денеден басқа денеге жұмыс жасамай энергия берілу процесін жылу алмасу немесе жылу берілу деп аталайды. Жылу алмасу температуралары әр бірдей емес денелер арасында өтеді: жылу ыстық (температурасы Т₁) денеден суық (температурасы Т₂) денеге беріледі, .

Жылу мөлшері Q – жылу алмасу нәтижесінде берілген энергияның мөлшері. [Q] – Дж, джоуль.

Жылу алмасу – микроскопиялық (молекуланың) деңгейде өтетін энергия алмасу процесі, жұмыс жасалғанда энергия алмасу макроскопиялық деңгейде (реттелген, байқалатын өзгеріс) өтеді.

Бір күйден екінші күйге ауысқандағы дененің берген (алған) жылу мөлшері ауысу (процесс) түрінен тәуелді.

Жылу сыйымдылық С – дененің температурасын Т – дан ТеΔТ – ға дейін өзгерту үшін берілген Δφ жылудың осы өзгеріс ΔТ – ға қатынасына тең физикалық шама:

,

Меншікті жылу сыйымдылық С_m – біртект заттың массаға шаққан жылу сыймдылығы:

,

Мольдік жылусыйымдылық С_μ – затты бір молінің жылу сыйымдылығы:

,

Дене температурасын Т – дан Т+ΔТ – ға өзгертуге қажетті жылу мөлшері

Адиабаталық процесс – сыртқы ортамен жылу алмаспай өтетін процесс, (өте шапшаң өтетін процестерді адиабатылық деп есептеуге болады)