4.6. Сравнение разных видов энергии идеального газа

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы

Число степеней свободы одной молекулы идеального газа на поступательное движение

i_n = 3

Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа, приходящаяся на одну степень свободы

Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа на вращательное движение

Потенциальная энергия одной молекулы идеального газа

Полная энергия одной молекулы идеального газа

Энергия молекул одного моля идеального газа

U_м =

Внутренняя энергия идеального газа

Название

Прямой цикл

Обратный цикл

График

Направление

по часовой стрелке

против часовой стрелки

Работа газа графически

(расширение)

площадь фигуры

V₁1 в 2 V₂

площадь фигуры

V₁1 Н 2 V₂

Работа внешних сил графически (сжатие)

площадь фигуры

V₁1 Н 2 V₂

площадь фигуры

V₁1 в 2 V₂

Сравнение работы газа и внешних сил

А_г > А_вн.с

А_г < А_вн.с

Работа цикла

площадь фигуры

1 в 2 Н1 (> 0)

площадь фигуры

1 Н 2 в 1 (< 0)

Название механизма

Тепловая машина

Холодильная машина

Схема устройства и направление процессов передачи количества теплоты

Газ

смесь паров горючего с воздухом

Фреон

Роль механизма

Совершение работы за счёт получения от нагревателя тепла

Отнятие тепла от холодильника за счёт работы внешних сил

Первое начало

Второе начало

1

Для газового процесса

Q = А + ∆U

–

2

Для цикла

∆Q = А; (∆U = 0)

Q₁ – Q₂ = А

3

Эквивалентность

Все виды энергии количественно эквивалентны

Все виды энергии количественно не эквивалентны

4

Причина эквивалентности или неэквивалентности

Все виды энергии измеряются в джоулях (СИ) и количественно равны

Работа механическая переводится в тепловую энергию полностью, а при обратном переводе часть тепла передается холодильнику (Q₂)

5

Сравнение качества видов энергии

–

Тепловая энергия – наименее качественный вид

6

Вечный двигатель

I рода:

механизм, периодически совершающий работу, большую чем полученное от нагревателя тепло

II рода:

механизм, периодически переводящий всё полученное тепло от нагревателя (Q₁) в работу

7

Возможность осуществления

Не возможен

Не возможен

8

Направление самопроизвольных процессов

–

1) передача тепла от горячего тела к холодному

2) переход системы от менее вероятного к более вероятному состоянию

3) переход системы от порядка к беспорядку

9

Возможность осуществления процессов обратного направления

–

Только при условии совершения работы внешних сил