36. Термодинамикалық жүйе. Термодинамикалық жүйенің күйі. Термодинамикалық параметрлер.

Термодинамика - физика ғылымындағы жылудың жұмыс және басқа энергия түрлерімен арадағы қарым-қатынасын зерттейтін тармағы. 

Термодинамикалық жүйе - бір-бірімен және сырткы ортамен энергия және зат алмаса алатын макроскопиялык денелер мен өрістердің жиынтығы. Кез келген жүйе температура, қысым, көлем және т.с.с. мәндері арқылы айырылатын әр түрлі күйде бола алады. Жүйенің күйін сипаттайтын осындай шамалар күй параметрлері деп аталады .

Қысым бір дене екінші дене бетіне әсер еткенде пайда болатын қалыпты күштің қарқындылығын сипаттайтын физикалық шама. Егер денеге әсер ететін күш оның бетіне біркелкі таралса, онда қысым (р) былай өрнектеледі: {\displaystyle p={\frac {F}{S}}\ {\mbox{of}}\ p={\frac {dF}{dS}}}

Температура (лат. temperatura – араластырылуға тиісті, өлшемдес болу, қалыпты күй) – макроскопикалық жүйенің термодинамикалық тепе-теңдік күйін сипаттайтын физикалық шама. 

Көлем – геометриялық денелердің кеңістіктен алатын бөлігін сипаттайтын шама.

37. Идеал газ. Идеал газ күйінің теңдеуі. Термодинамикалық процестер.

Идеал газ – келесі шарттарды қанағаттандыратын газ:

- молекулалар - материялық нүктелер;

- молекулалар арасындағы тарту күштерін елемеуге болады;

- молекулалар арасындағы тебу күштері олар өзара соқтығысқан мезетте ғана ескеріледі.

Макроскопиялық параметрлердің (қысым, көлем, температура) микроскопиялық параметрлермен (молекулалардың массасы, жылулық қозғалыс жылдамдығы, кинетикалық энергиясы) арасындағы байланысты көрсететін өрнекті молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі деп  атайды.

Изопроцестер деп үш параметрдің (Р - қысым, V - көлем, Т - температура) біреуі тұрақты болғандағы басқа екі параметр өзгеретін процесті айтады.

Изопроцестер үшеу: изотермалық, изобаралық, изохоралық.

38. Ішкі энергия. Жылу мөлшері және термодинамикалық жұмыс.

Дененің ішкі энергиясы (U) – бұл молекулалардың жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың өзара әсерлесуінің потенциалдық энергиясының жиынтығы.

 Жүйенің жылу алмасу нәтижесінде беретін немесе алатын энергиясын жылу мөлшері деп атайды. Өлшем бірлігі  .

.         

          Заттың жылу сыйымдылығы деп заттың температурасын 1 Кельвинге өзгертуге қажетті жылу мөлшерін айтады. Өлшем бірлігі – Дж/К.

     

Термодинамикалық жұмыс — жүйенің сыртқы параметрлерін өзгерту арқылы алынған немесе берілген энергия көрсеткіші.

39. Термодинамиканың бірінші бастамасы. Идеал газдағы изопроцестер.

Энергияның бір денеден екінші денеге берілуінің екі тәсілі бар: жұмыс және жылу. Механикалық қозғалыстың энергиясы жылулық қозғалыстың энергиясына ауыса алады және керісінше. Осындай ауысу кезінде энергияның сақталу және түрлендірілу заңы орындалады. Термодинамикалық процестерге қатысты бұл заң термодинамиканың бірінші бастамасы болып табылады.

Жүйеге берілген жылу мөлшері оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштермен жұмыс істеуіне жұмсалады. Q=A+∆U

Параметрлерiнiң бiрiнiң шамасы өзгерiссiз өтетiн процестердi изопроцестер деп атайды. Газдың үшiншi параметрi тұрақты болған кездегi екi параметрi арасындағы мөлшерлiк байланысты (тәуелдiлiктi) газ заңдары деп атайды.

Идеал газ күйiнiң теңдеуiне сүйенiп изопроцестердiң негiзгi түрлерiнiң физикалық құбылыстарын қарастырайық.

Температура тұрақты болған кезде термодинамикалық жүйе күйiнiң өзгеру процесiн изотермиялық процесс деп атайды. Бұл процесс Бойль – Мариотт заңмен жазылады:

PV = const

Газ температурасын тұрақты ұстау үшiн, оның температурасын өзгертпейтiндей етiп жылуалмасып тұратын жүйе – термостат қажет. Әйтпесе, газ сығылғанда немесе созылғанда оның температурасының өзгерiсi елеулi

Қысым тұрақты болған кезде термодинамикалық жүйе күйiнiң өзгеру процесiн изобаралық процесс деп атайды. Егер ыдыста газ қысымы тұрақты болуы үшiн, оның қабырғалары жылжымалы (қозғалмалы) болуы керек.

Көлем тұрақты болған кезде термодинамикалық жүйе күйiнiң өзгеру процесiн изохоралық процесс деп атайды. Егер газ герметикалық ыдыста болса, онда газ көлемi тұрақты болады.