13. Уравнение состояния идеального газа, основное уравнение мкт газа.

В молекулярно-кинетической теории пользуются идеализированной моделью идеаль­ного газа, согласно которой считают, что:

1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда;

2) между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;

3) столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

Рассмотрим законы, описывающие поведение идеальных газов.

Закон Бойля—Мариотта*: для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:

при ,

Законы Гей-Люссака*: 1) объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

при ,

2) давление данной массы газа при постоянном объеме изменяется линейно с тем­пературой:

при ,

В этих уравнениях t — температура по шкале Цельсия, р₀ и V₀ — давление и объем при 0°С, коэффициент  = 1/273,15 К^–1.

Абсолютный ноль – температура, при которой прекращается движение молекул:

Закон Авогадро*: моли любых газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем равен 22,4110^–3 м³/мол

По определению, в одном моле различных веществ содержится одно и то же число молекул, называемое постоянной Авогадро:

Уравнение состояния идеального газа (Клапейрона-Менделеева)

R – молярная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль*К)

- молярный объём, равный 22,41*10^-3 м³/моль

Основное уравнение МКТ газа – уравнение, связывающее давление газа со скоростью его частиц.

- средняя квадратичная скорость

- масса молекулы

n – концентрация молекул

13. Внутренняя энергия идеального газа и методы её изменения (теплообмен и работа).

M – молярная масса

К = R/N_a

Способы изменения внутренней энергии газа:

1. Теплообмен

2. Работа

13. Первое начало термодинамики (первое начало для четырёх процессов: изотермический, изохорный, изобарный и адиобатный).

или

Уравнение выражает первое начало термодинамики: теплота, сообщаемая систе­ме, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил.

При А = 0 Q=ΔU

При Q = 0 A = -ΔU

При ΔU = 0 A = Q

Применение первого начала для четырёх процессов изложено в вопросе 16, или см. параграф 55 в учебнике Трофимовой.

13. Термодинамический цикл, цикл Карно, тех. Циклы.

Круговым процессом (или циклом) называется процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.

Р абочий цикл идеальной тепловой машины:

1 моль

идеального газа

Нагреватель

Нагреватель отсутствует, а поршень всё ещё поднимается

1

Холод

Поршень возвращается в исходное положение.

Цикл Карно

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

1. Изотермическое расширение (1-2).

2. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (2-3).

3. Изотермическое сжатие (3-4).

4. Адиабатическое сжатие (4-1).