10. Теплоемкость вещества. Степени свободы молекул. Соотношение между теплоемкостью при постоянном давлении и при постоянном объеме.

Теплоёмкость- количество тепла при получении которого тело нагревается на 1 градус. Теплоёмкость [c], c- это теплоёмкость тела, а тело может иметь разную массу, поэтому вводится понятие удельной теплоёмкости [c]

При изохорическом процессе V=const, если тело нагревается то работа равна 0. В этом случае передаваемое телу тепло идёт только на изхменение его внутренней энергии т.е. dQ=dU и в этом случае теплоёмкость равна изменению внутренней энергии при изменении температуры на 1 градус. , где -теплоёмкость при постоянном объёме. -эта энергия распределяется между тремя поступательными степенями свободы. В газе в виду беспорядочного движения молекул всё направление перемещения молекул равновероятны поэтому на каждую степень свободы поступательного движения приходится 1/3 E кинетической. I - степень свободы, Но в случае многоатомных газов молекулы представляют собой систему способную вращаться как целое. При этом атомы молекул могут совершать колебания вблизи своих положений равновесия. Таким образом общее число степеней свободы больше числа степеней свободы атома одноатомного газа. Колебательное движение имеет особенность: средняя энергия колебательного движения есть сумма средне кинетической энергии и равной ей средней потенциальной энергии следовательно средняя энергия молекулы

Выражение отражает теплоёмкость одного моля идеального газа и называется молярной теплоёмкостью при постоянном объёме

Для идеального газа справедливо соотношения

-величина характерная для каждого газа и определяется числом степеней свободы молекул газа. Т.о. изменение теплоёмкости есть способ непосредственного получения микроскопических характеристик молекул из которых состоит тело-газ.

11. Второй закон термодинамики

Термодинамика – теория механического явления, в котором не учитывается атомно-молекулярное строение тел.

Первый з-н термодинамики, выражающий закон сохранения и превращения энергии не позволяет определить направление протекания термодинамических процессов.

Томсон сформулировал 2 з-н термодинамики: невозможен периодический процесс, единственным конечным результатом которого было бы совершение работы за счет теплоты, полученного от нагревателя. Тепло не может само по себе переходить от тела с более низкой температурой к телу с более высокой температурой.

2 закон термодинамики указывает на существенное различие двух форм передачи энергии – теплоты и работы. Он утверждает что процесс преобразования упорядоченного движения тела как целого в неупорядоченное движение частиц самого тела и внешней среды явл-ся необратимым. Упорядоченное движение может переходить в неупорядоченное без каких-либо дополнительных процессов, например при трении. Этот процесс всегда должен сопровождаться каким либо компенсирующим процессом.

12. Круговые процессы (циклы). Прямой и обратный циклы.

Круговым процессом или циклом наз-ся термодинамический процесс, в результате совершения которого система возвращается в исходное состояние.

Круговые процессы изображаются в термодинамических диаграммах в виде замкнутых кривых. Работа против внешнего давления, совершаемая системой в обратимом круговом процессе, измеряется площадью, ограниченной кривой этого процесса в диаграмме V – p.

Прямым циклом наз-ся круговой процесс, в котором система совершает положительную работу: А= . В диаграмме V – p прямой цикл изображается в виде замкнутой кривой, проходимой рабочим телом по часовой стрелке.

Обратным циклом наз-ся круговой процесс, в котором работа, совершаемая системой, отрицательна: А= . В диаграмме V – p обратный цикл изображается в виде замкнутой кривой, проходимой рабочим телом против часовой стрелки.

В тепловом двигателе рабочее тело совершает прямой цикл, а в холодильной установке – обратный цикл.