12. Первое начало термодинамики и его применение к изобарическому процессу. Уравнение Майера. Работа при изобарическом процессе.

При этом процессе часть тепла идет на изменение внутренней энергии, остальная часть на работу против внешних сил. Первое начало имеет вид: Q=dU+A=m/*i/2*R*dT+p*dV

Работа при изобарическом процессе: A=p(V₂-V₁)=pΔV

Удельная теплоемкость при p=const: С_p=dQ/mdT=(dU+A)/mdT=i*R/2+R/

Молярная теплоемкость: c_p= dQ/(m/*dT)=c_v+dA/(m/*dT)

Уравнение Майера: c_p=c_v+R

13. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона.

Процесс без теплообмена с внешней средой. dQ=0

Первое начало: -dQ=dA

Уравнение Пуассона: TV^-1=const; pV^=const; =C_p/C_v=i+2/I Для одноатомного газа =1.67, для двухатомного=1.4,  для многоатомного=1.33 

14. Адиабатный процесс. Работа, совершаемая идеальным газом при адиабатном процессе.

Процесс без теплообмена с внешней средой. dQ=0

A=p(V)dV=const dV/V^

A=m/*i/2*R(T1-T2)

15. Тепловая машина, работающая по циклу Карно и ее коэффициент полезного действия.

Рассмотрим работу идеальной тепловой машины, совершающей цикл Карно, состоящей из 2х изотерм и 2х адиабат:

1-2 – изотермический. A=m/*R*T1*lnV2/V1

2-3 – адиабатический. A= m/*R*T1*(1/-1)(1-(V2/V1)^-1)

3-4 A= -m/*R*T2*lnV3/V4

4-1 A= -m/*R*T1*(1/-1)(1-(V1/V4)^-1)

Суммарная работа: A=m/*R(T1-T2)*lnV2/V1

КПД цикла Карно равен отношению полезной работы к затраченной

=A/Q1 = (T1-T2)/T1 = (Q1-Q2)/Q1 = 1-T2/T1 = 1-Q2/Q1

16. Приведенное количество теплоты. Энтропия и ее свойства. Неравенство Клаузиуса.

Приведенное количество теплоты – отношение теплоты к температуре, при котором происходит передача тепла. т.к Q2<0, то Q1/T1+Q2/T2=0 Т.о сумма, приведенных тепло для цикла Карно =0.

dQ/T=dS. Физический смысл – изменение энтропии, равное приведенному количеству тепла необходимому для перевода системы из состояния 1 в состояние 2. S_B-S_A=ΔS=∫σS/T

Свойства энтропии.

1. Энтропия системы тел = сумме энтропий этих тел S=S1+S2+…+Sn

2.ΔS=0 для обратимых процессов

3. ΔS>0 для необратимых

4. ΔS>=0 неравенство КЛАУЗИУСА.

Энтропия связана с термодинамической вероятностью соотношением S=K*ln Wт; Wт-т/д-кая вероятность.

17. Экспериментальные изотермы реального газа. Критическая температура. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Физический смысл поправок а и b.

Учитывая размеры молекул и силы межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальс ввел поправки а и b в уравнение Менделеева-Клапейрона и получил приближенное ур-е реального газа:

1.т.к. молекулы имеют объем, то свободный объем V, в котором могут передвигаться молекулы будет меньше на величину *b; b – учет вверенный объем молекул в одном моле вещества. b= 4V₀N_A; V₀=1/6πd³- объем молекулы; N_A-число молекул в 1 моле

2. Кроме внешнего давления Р, которое оказывают молекулы на стенки сосуда возникает добавочное (внетр) давление р^|, обусловленное взаимодействием молекул (притяжение или отталкивание).

(р+р^|)(V-b)=RT

p^|=²(a/V²)

(p+²(a/V²))( V-b)=RT

Изотерма реального газа.

T1>Tк>T2

1-3 и 4-6 давление увеличивается

3-4 сжаните ведет к уменьшению давления

Тк-газ, Т<Тк – пар

1-2 сжимаем пар, давление увеличивается

2-5 сжатие пара, не изменяется давление. Происходит распад вещества на 2 фазы: пар и жидкость. Пар, находящийся в т/д равновесии с жидкостью называется насыщенным.

5-6 сжатие жидкости приводит к увеличению давления.

Критическая изотерма (пунктирная линия) делит диаграмму на 3 области: жидкость, пар, газ).