Теплоемкость газовой смеси

Массовая

с_см=(6)

Объемная

с^/_см=(7)

Мольная

μ c_см=(8)

Лекция № 6. Тема: первый закон термодинамики. Внутренняя энергия

Внутренняя энергия – это вся энергия, заключенная в теле или системе тел.

Внутренняя энергия включает в себя:

1. кинетическую энергию поступательного, вращательного и колебательного движения частиц;

2. потенциальную энергию взаимодействия частиц;

3. энергию электронных оболочек атомов;

4. внутриядерную энергию.

Таким образом, внутренняя энергия– энергия хаотического движения молекул и атомов, включающая энергию поступательного, вращательного и колебательного движений, потенциальную энергию сил взаимодействия между молекулами.

Внутренняя энергияявляется функцией состояния тела, то есть любых двух независимых параметров, определяющих это состояние:

U = M • u, (Дж, кДж) (1)

U = φ ₁ (p,V); U = φ₂ (p, T); U = φ₃ (V, T)

Величина u = U / M, Дж/ кг (2)

называется удельной внутренней энергией и представляет собойвнутреннюю энергию единицы массы вещества.

Для идеального газа внутренняя энергия определяется только температурой, т. к. молекулы газа не обладают потенциальной энергией сил сцепления, т.е. u = f (t).

Для реального газа внутренняя энергия зависит от температуры и давления или от температуры и удельного объема, т.е. u = f (t, p), u = f (t, v).

Изменение внутренней энергии∆u = u₂ – u₁ = с_v (t₂ – t₁) (3)

Теплота

Теплота – количество энергии, передаваемое при непосредственном контакте тел, имеющих различную температуру, путем обмена кинетической энергии между молекулами, либо лучистым переносом энергии путем электрических волн.

Количество энергии, полученное телом в форме теплоты, называется подведенной (сообщенной) теплотой – Q₁ , q₁.

Количество энергии, отданное телом в форме теплоты, называется отведенной (отнятой) теплотой - Q₂ , q₂.

q (Дж/кг, кДж/кг) – удельное количество теплоты, , q = Q / M (4)

Q , (Дж, кДж) –произвольное количество теплоты.Q = M • q (5)

Работа

Работа – количество энергии, которое идет на изменение объема тела.

Количество энергии, полученное телом в форме работы, называется совершеннойнад телом работой, а отданную энергию в форме работы –затраченной телом работой.

Затраченная телом работа является положительной и называетсяработой расширения,а совершенная над телом работа –отрицательной и называетсяработой сжатия.

L = p · ∆V, (6)

l , (Дж/кг, кДж/кг) – удельная работа,l = L / M, (7)

L, (Дж, кДж) – произвольная работа. L = M • l. (8)

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики является частным слу­чаем закона сохранения и превращения энергии, впервые установленного основоположником русской науки М.В.

Ломоносовым в замечательной по своей широте и значению формулировке закона сохранения и неуничтожаемости материи, движения и силы.