44 Степени свободы. Внутренняя энергия идеального газа.
Числом степеней свободы i называется число независимых переменных, необходимых для того, чтобы определить положение объектов в пространстве.
3 и больше имеют 6 степеней свободы, т к из 9 координат 3 не являются независимыми, а выражаются одна из другой.
N – i
1 – 3
2 – 5
3 – 6
Внутренняя энергия U- все виды энергии, включая и неизвестные , за вычетом кинетической и потенциальной энергий, как целого. U идеального газа определяется, как:
=1/2
∙RT+1/2
∙RT+1/2
∙RT
(для одного моля)
U0=1/2 ∙RT; Uполн=3 U0 ;U=i/2∙ RT
I=3 – идеальный газ, i=5 H2 →U=5/2∙RT (для одного моля)
i=6 CO2 →U=3∙RT
45 Теплоемкости Сv и Сp.
Теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагрева данного газа на 1о.
Количество теплоты, необходимое, для нагрева одного моля вещества называется молярной теплоемкостью.
Сv
=
dU/dT=CRT/2 ;
C
p=
=
/dT
dQ=dU=pdV
C
p=
/dT=iRT/2+RT
Сv -C p=R
Последнее равенство объясняется тем, что при нагревании газа при постоянном давлении требуется ещё дополнительное количество теплоты на совершение работы расширения газа, так как постоянство давления обеспечивается увеличением объема газа.
Молярные теплоемкости определяются лишь числом степеней свободы и не зависят от температуры.
46 Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно.
Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении. Обратимые процессы –это идеализация реальных процессов.
Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.
Реальные процессы необратимы.
Замкнутым процессом или циклом, называется такой процесс, по завершении которого, система возвращается в исходное положение.
Прямыми циклами называются процессы в которых некоторое количество теплоты превращается в работу.
Обратимые циклы, в которых затрачивается механическая энергия, совершают холодильные машины.
Рассмотрим прямой цикл Карно, в котором в качестве рабочего тела используется идеальный газ, заключенный в сосуд с подвижным поршнем.
Из
состояния 1 газ расширяется изотермически,
получая от нагревателя Q.
В т.2Нагреватель убирают расширение
происходит адиабатически за счет убили
внутренней энергии. так Т в т.2 больше
Т в точке 3. Из т 3 в т.4 газ сжимается
изотермически, отдавая холодильнику
количество теплоты Q2.
В т. 4 холодильник убирают. Газ сжимается адиабатически, поднимая свою температуру от Т 2 доТ1
