5 Вопрос.
Внутрення энергия идеального газа. Внутренняя энергия реального газа.
Внутренняя энергия тела(U) складывается с кинетической энергией поступательного и вращательного движения молекул относительно центра масс, энергией взаимодействия, внутренней молекулярной энергией.
Внутренняя энергия – полная энергия за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил.
Согласно закону Джоуля , внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления и объёма.
Внутренняя энергия – функция состояния системы. Определяется параметрами состояния т.е. ∆U зависит только от начального и конечного состояния системы.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна энергии поступательного хаотического движения его атомов.
=6,02*[]
k=
R=8,31 Дж/моль*К
Внутренняя энергия реального газа. Складывается из теплового движения молекул и взаимодействия молекул друг с другом.
Энергия взаимодействия убывает при сближении молекул и стремиться к 0 при увеличении объёма газа, когда взаимодействием молекул можно принебреч.
6 Вопрос.
Первое начало термодинамики.Основные понятия теплота, работа, внутренняя энергия.
Выражает закон сохранения энергии в применении к термодинамическим системам.
– первое начало термодинамики, количество теплоты подведённое к системе равно сумме изменения её внутренней энергии и работы системы над окружающими телами. Внутренняя энергия - полная энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела в гравитационном электрическом магнитном поле сил.
Q – количество теплоты, переданное газу.
∆U – внутрення энергия газа
А – работа совершённая газом.
7 Вопрос.
Изобарный процесс( P = CONST)
P = const изобарический => dQ = PdV ; PdV = P (V2 – V1) ; A = P (V2 – V1) ; dU = МЮ Cv dT ; PdV = RdT ; dQ = МЮ Cv dT + МЮ Rdt = МЮ (Cv + R) dT ;
Q = МЮCp (T2 – T1) ;
8 вопрос.
V = const изохорный => dV=0 ; d = PdV=0 ; dQ=dU ; dU = МЮ dUмол = МЮ Cv dT ;
dQ= МЮ Cv dT ; Q = (интеграл T1 – T2) МЮ Cv dT = МЮ Cv (T2 – T1) – m Cv (T2 – T1)/ μ
T = const изотермический => dT= 0 ; dQ= МЮ Cv dT = 0 ; dQ = dA ;
dA = PdV ; PV = МЮ RT ; P= МЮ RT / V ; dA = МЮ RT dV / V ;
A = (интеграл V1 – V2) МЮ RTdV / V = МЮ RT (интеграл V1 – V2) dV/ V = МЮ RT ln (V2/ V1) = МЮ RT ln (P1/ P2) ; P1 V1 = P2 V2 ;
9 вопрос.
Работа расширения (сжатия) реального газа при изотермическом процессе.
Пусть исходное состояние газа имеет координаты Тогда из уравнения изотермы следует, что
Подставляя последнее соотношение в определение работы , получим
Используя уравнение изотермы , нетрудно выражение работы представить в следующем виде:
10 вопрос.
Теплоёмкость тела- это физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты Q полученного телом к соответствующемуприращению его температуры T.
C=dQ/dT
2) -Удельная теплоёмкость вещества определяется как количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус Цельсия (кельвина).
C=Q/mdT
-Молярная теплоёмкость- это теплоёмкость одного моля вещества.
C=M*c.уд
11 вопрос.
1) Адиабатическим называется процесс, происходящий в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающими телами, т.е. при условии Q=0
(Пример:- Сжатие-расширение воздуха при прохождении звуковой волны.)
2) Уравнение адиабатического процесса для газа переменных p и V называется уравнением Пуассона.
- p1/p2= (V2/V1)^y
-T1/T2=(V2/V1)^y-1
-P^((1-y)/y)T=const
12 вопрос.
1) Адиабатическим называется процесс, происходящий в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающими телами, т.е. при условии Q=0
(Пример:- Сжатие-расширение воздуха при прохождении звуковой волны.)
2) Q=dU+A=0
dU=U2-U1
Q=U2-U1+A=0
dU=-A, U1-U2=A
Внешняя работа совершается за счёт внутренней энергии.
Если A>0, то U уменьшается и наоборот.
13 вопрос.
Второе начало термодинамики.
1) Энтропией называется величина, которая характеризует состояние системы.
Т.к энтропия замкнутой системы не убывает- это означает, что система самопроизвольно стремится перейти от менее вероятного состояния (с малым статистическим весом) к более вероятному состоянию (т.е. с большим статистическим весом или с большей энтропией).
Второе начало термодинамики определяет направление самопроизвольного протекания термодинамических процессов.
Формулировка Клазиуса:
Теплота не может переходить сама собой от менее нагретого тела к более нагретому.
Формулировка Томсона:
Не возможен циклический процесс единственным результатом которого явилось охлаждение некоторого тела и превращение полученной теплоты в работу. (т.е не возможен вечный двигатель второго рода)