1.4. Термодинамічні процеси

Зміна стану термодинамічної системи при взаємодії з навколишнім середовищем називається термодинамічним процесом. Розрізняють такі процеси:

1. Процес, при протіканні якого відбувається нескінченно мале відхилення системи від стану рівноваги, називається рівноважним.

2. Процес, при протіканні якого система не знаходиться в стані рівноваги – нерівноважний.

3. Процес, який протікає як у прямому, так і у зворотному напрямі без якихось залишкових змін в навколишньому середовищі, називається зворотним.

4. Процес, що протікає як в прямому, так і у зворотному напрямі і при якому система не повертається в початкове положення, називається незворотним. Причини незворотності: наявність сил тертя і кінцевих температур між тілами.

5. Якщо система, вийшовши з деякого стану 1, приходить у стан 2 по одному шляху, а приходить в стан 1 по іншому шляху (повертається), то такий процес називається круговим (циклом).

v1 v2 v	v1 v2 v	v1 v2 v
Обернений процес	Необернений процес	Круговий процес (цикл)

5. Газові суміші

Суміші газів служать робочими тілами в багатьох процесах і установках. Вони підкоряються закону Дальтона:

Тиск в суміші Р_сум. дорівнює сумі парціальних тисків його компонентів Р_i.:

_,

де n – число компонентів,

i - і-тий компонент,

Р₁, Р₂, Р_n – парціальні тиски компонентів.

Склад газових сумішей задається:

1. Масовими частками – відношення маси компоненту до маси суміші

2. Об'ємними частками – відношення приведеного об'єму V_i компоненту до об'єму всієї суміші:

3. Мольними частками – відношення числа молів компоненту до сумарної кількості молів усіх компонентів.

,

для ідеальної газової суміші .

Уявна молярна маса суміші – відношення маси суміші до сумарної кількості молей:

Газова стала суміші

Зв'язок між об'ємними і масовими частками:

Парціальний тиск суміші

2.Перший і другий закони термодинаміки

2.1. Формулювання й аналітичне вираження першого закону

Перший закон є окремим випадком загального закону збереження і перетворення енергії.

Формулювання й аналітичні вираження:

1. Повна енергія ізольованої термодинамічної системи залишається постійною при будь-яких процесах, що відбуваються в системі, або .

2. Теплота, що підводиться до тіла або системи в термодинамічному процесі, витрачається на зміну внутрішньої енергії і здійснення роботи для газу масою m: Q=ΔU+L; для 1кг: q=Δu+l; у диференціальній формі: dq=du+dl=du+pdv або dq=di-vdp.

3. Неможливо побудувати таку теплову машину, в якій роботи вироблялося б більше, ніж кількість теплоти, що підводиться (вічний двигун першого роду неможливий).