8.Теплота и теплообмен.

Теплота-количество энергии, передаваемой от одного тела к другому путем непосредственного соприкосновения и излучения.

Теплообмен- форма передачи энергии одних тел к другим путем теплопроводности, конвекции и излучением. Он возможен, только когда тела имеют разную температуру. Количество теплоты, полученной каким-либо телом, зависит от вида процесса, посредством которого он передается.

10. Физическое состояние вещества

В природе вещества встречаются в трех состояниях: в твердом, жидком и газообразном.

Газ - агрегатное состояние вещества, в котором частицы не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия; кинетическая энергия теплового движения его частиц (молекул, атомов) значительно превосходит потенциальную энергию взаимодействий между ними, поэтому частицы движутся почти свободно, целиком заполняя сосуд, в котором находятся, и принимают его форму. Любое вещество можно перевести в газообразное, изменяя давление и температуру.

Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Для нее характерна большая подвижность частиц и малое свободное пространство между ними. Это приводит к тому, что жидкости сохраняют свой объем и принимают форму сосуда. В то же время жидкость обладает рядом только ей присущих свойств, одно из которых - текучесть.

В жидкости молекулы размещаются очень близко друг к другу. Поэтому плотность жидкости гораздо больше плотности газов (при нормальном давлении). Свойства жидкости по всем направлениям одинаковы (изотропны) за исключением жидких кристаллов.

Твердые тела - агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и характером теплового движения атомов. Это движение вызывает колебания атомов (или ионов), из которых состоит твердое тело. Амплитуда колебаний обычно мала по сравнению с межатомными расстояниями.Структура твердых тел многообразна, но, тем не менее, их можно разделять на кристаллы и аморфные тела.

11.Законы идеальных газов.

Бойля-Мариотта- При постоянной температуре и массе идеального газа произведение его давления и объёма постоянно. PV=const

Гей-Люсака- При постоянном давлении объем идеального газа изменяется прямопропорционально повышению температуры.

V= (1+αT), где V-уд. V при темп и давл, -уд.объем при t=0 и P, α-коэф теплового расширения.

Клайперона- PV=RT, уд.газовая постоянная

Клайперона Менделеева PV=MRT

12. Смеси жидкостей, паров и газов. Закон Дальтона.

Состав смеси обычно определяют посредством нахождения массовой или мольной концентрации компонентов, входящих в смесь.

Массовая :

Мольная:

Дальтон: Общее давление идеального газа равно сумме отдельных парциальных его компонентов. Каждый компонент смеси равен температуре равное температуре смеси. P= Каждый компонент равномерно распространен во всем объеме смеси следовательно объем каждого компонента равен объему смеси. Каждый компонент подчиняется уравнению Клайперона.

13. Понятие теплоемкости.

теплоемкость тела – это величина, характеризующая способность тела изменять свою температуру с подводом или отводом теплоты. Она равна количеству теплоты,  которое надо подвести к телу, чтобы изменить его температуру на 1 К

C=

- массовую (удельную) теплоемкость

- объемную теплоемкость:

- мольную теплоемкость:

теплоемкость определена при данной температуре. Такая теплоемкость называется истинной.

Средняя- определяется в интервале температур

14.Первое начало термодинамики как математическое выражение закона сохранения энергии.

Изменение внутр энергии тела равно алгебраической сумме подведенных количеств теплоты и работы.

ИЛИ: Теплота полученная телом, идет последовательно на изменение внутр энергии тела и совершение внешней полезной работы.

15. Первое начало термодинамики для простых тел.

Простое тело- тело состояние которого определяется 2 независимыми переменными(P,V;P,T;T,V)

1н.т.: по балансу рабочего тела для замкнутого пространства и единицы количества вещества имеет вид:

Sq=du+PdV=du+d(PV)-VdP=d(u+pv)-vdp=u+pv=i=(R)

di-vdp=di+sw

sq=du+pdv=di-vdp=du+αe=di+αw

16.Первое начало термодинамики для идеальных газов. Закон Майера.

Внутр энергия и энтальпия явл-ся функциями температуры.

I=U+PV=U(t)+RT=i(t)

Теплоемкость зависит только от температуры dU= dT

di= dt

sq=du+pdv=di-vdp= dt+pdv= dt-vdp

Рассмотрим разность теплоемкостей:

=R- закон Маера

17.Классификация термодинамических процессов

Изохорный процесс

Изобарный процесс

Изотермический процесс

Адиабатный процесс

Политропный процесс-наз-ся любой произвольный процесс изменения состояния рабочего тела, происходящий при постоянной теплоемкости.

P* =const

N=

N=-

При n=

N=0 P=comst

N=1 T=const(изотерм)

N=k P* (адиабатный)

23.Тепловые машины.

Тепловые машины- непрерывно действующая система, осуществляющая прямые круговые циклы, в +которых теплота превращается в работу.

-Тепловые двиг.

-Холодильные машины.

Тепловые двиг называют непрерывно действующую систему осуществляющую прямые круговые циклы в которых теплота превращ в работу.

24.Кругове процессы(циклы)

Непрерывная последовательность термодинамических процессов в результате которых рабочее тело возвращается в исходное состояние.

Прямой термодинамический цикл-цикл, котором к рабочему телу подводится большее количество теплоты при большей температуры и отводится меньшее количество теплоты при более низкой температуры, а разность этих теплот равняется совершаемой работе.

25. Цикл Карно

Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.

Описание цикла Карно.

Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой , холодильника с температурой и рабочего тела.

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

1. Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается.

2. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты .

4. Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

При изотермических процессах температура остаётся постоянной, при адиабатических отсутствует теплообмен, а значит, сохраняется энтропия:

, при .

Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T и S (температура и энтропия).