Ф изика термодинамика бля лекции и вопросы / OF3_2_Pervoe_nachalo_termodinamiki_mini
.pdf3.2.4. Работа и теплота; первоервое начало термодинамикии
Теплота Q – форма беспорядочного (теплового) движения образующих тело частиц (молекул, атомов, электронов и т.д.), энергетическая характеристика процесса теплообмена.
Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты между телами (или участками тел).
Количественной мерой теплоты dQ служит количество энергии, получаемой или отдаваемой при теплообмене (при неизменных внешних параметрах системы: объёме и др.).
Теплота положительная, если тело получает теплоту, и
отрицательная, если отдаёт.
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
41 |
12+ |
|
Адиабатически изолированные термодинамические системы I и II, находящиеся между собой в тепловом контакте
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
42 |
12+ |
|
Работа, совершаемая газом
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
43 |
12+ |
|
Работа идеального газа
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
44 |
12+ |
|
Единицы теплоты
Вследствие того, что измерение количества теплоты исторически стало производиться раньше, чем была установлена эквивалентность теплоты и работы, для измерения количества теплоты была введена калория (кал, cal) – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г чистой воды от 19,5 до 20,5 ºС при нормальном давлении.
В системе СИ единицей энергии является джоуль (Дж, J).
Допускается также применение внесистемных единиц количества теплоты: международная калория (калМН, calIT) или просто калория, равная 4,1868 Дж, и термохимическая калория (калТХ, calTH) – 4,1840 Дж.
Вотдельных странах применяется 15-градусная калория (кал15, cal15), равная 4,1855 Дж.
Выходят из употребления внесистемные британская тепловая единица (БТЕ, Btu), равная 1055,06 Дж, и литр-атмосфера (л·атм, l·atm), равная 101,325 Дж.
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
45 |
12+ |
|
Первое начало термодинамики
(First principle of thermodynamics)
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
46 |
12+ |
|
Первое начало термодинамики
(First principle of thermodynamics)
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
47 |
12+ |
|
Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
Изобарический процесс: p = const
dU = |
m |
cV dT |
dW = pdV |
W = p (V2 |
−V1 ) = |
m |
R (T2 −T1 ) |
dQ = |
m |
cp dT |
|
|
|||||||||||
|
|
||||||||||
|
μ |
|
|
|
μ |
|
μ |
||||
Изотермический процесс: T = const
dU = 0 |
dW = pdV |
W = |
m |
RT ln |
V2 |
= |
m |
RT ln |
p1 |
|
dQ = dW |
|
μ |
V |
μ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
p |
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
Изохорический процесс: V = const
dU = |
m |
dW = 0 |
W = 0 |
dQ = dU |
|
|
cV dT |
|
|||
μ |
|
||||
Адиабатический процесс: ∆Q = 0
dU = |
m |
cV dT |
dW = −dU dW = − |
m |
cV dT W = |
m |
cV (T1 −T2 ) |
dQ = 0 |
|
|
|||||||
|
|
|||||||
|
μ |
|||||||
|
μ |
|
|
μ |
|
|||
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
48 |
12+ |
|
Упрощённая схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента теплоты
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
49 |
12+ |
|
Английский физик
Джеймс Прескотт Джоуль (Joule, James Prescott)
(24.12.1818–11.10.1889)
© А.В. Бармасов, 2006-2013 |
50 |
12+ |
|