Вопрос 21. Первое начало термодинамики. Работа газа в адиабатном и изопроцессах.

Первое начало термодинамики: количество теплоты, сообщенное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.

>0, если система нагревается.

Работа и теплота зависит от процесса. Работа совершается при изменении объема газа. Работа в термодинамике – обобщенная форма обмена энергией между системой и окружающей средой, в результате чего происходит изменение внешних параметров. Рассчитывает работу. Будем считать, что в сосуде под поршнем находится газ.

Будем считать, что газ двигает поршень очень медленно, что давление внутри газа постоянно. Тогда сила F=pS.

Работа

Работа в изопроцессах

Изотермический (T = const, δA = pdV (δA – элементарная работа))

Изобарный (p = const)

Изохорный (V = const, ∆V = 0)

Адиабатный (∆Q = 0)

Во всех процессах:

Вопрос 22. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости идеальных газов. Недостатки классической теории теплоемкости идеальных газов.

Теплоемкость – количество теплоты, которое нужно сообщить телу для изменения его температуры на 1 К.

Удельная теплоемкость – теплоемкость единицы массы.

Молярная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для изменения температуры на 1 К 1 моль вещества.

Изотермический - при изотермическом процессе теплоемкость равна ∞ (бесконечность), т.е. сколько бы мы не нагревали газ, не произойдет изменение температуры.

Адиабатный - теплоемкость равна 0.

Изохорный (V = const, ∆Q = dU, dA=pdV=0) - молярная теплоемкость при изохорном процессе

Изобарный (p = const, ) - молярная теплоемкость при изобарном процессе

– уравнение Майера, смысл газовой постоянной R – универсальная газовая постоянная равная работе, которую совершает 1 моль газа при нагревании его на 1 К.

- коэффициент Пуассона

	1.67	1.4	1.33
	3	5	6

Классическая теория теплоемкости устанавливает, что теплоемкости зависят только от процесса, и поэтому являются одинаковым для одноатомных, двухатомных, и т.д. газов.

Теплоемкость не зависит от температуры. Такая теория хорошо согласуется с практическими результатами для одно- и двухатомных газов при невысоких температурах, в пределах 400 К. При более высоких температруах наблюдается зависимость теплоемкости от температуры. Трудности классической теории теплоёмкости преодолены квантовой теорией теплоемкости.

Вопрос 23. Адиабатный и политропный процессы. Уравнение Пуассона.

Адиабатным называется процесс, при котором отсутствует теплообмен ( ) между системой и окружающей средой.

Выведем уравнение адиабаты:

При адиабатном процессе работа совершается только за счёт убыли внутренней энергии. При расширении газа работа «+». Связь между давлением и объёмом в адиабатном процессе:

Если

В современной технике адиабатические процессы имеют очень большое значение, для получения сверхнизких/сверхвысоких температур. Адиабатные процессы проводят или очень быстро или осуществляют их в теплоизоляционных оболочках.

Политропный процесс – процесс, проходящий с постоянной теплоемкостью. - уравнение политропности.

n=0, p=const n=1, t=const n= , =0 n=+- , V=const