Дехтерева Сергея

Цель работы

Ознакомиться с установкой. Определить показатель адиабаты. Результаты измерения оформить в виде таблиц и сделать статическую обработку материала. Построить графики и объяснить их. Вычислить изменение энтропии в изохорном и изотермическом процессах, сравнить их, сделать выводы.

Введение

Теплоемкость газа. Нагревание любого тела можно проводить при постоянном объеме или при постоянном давлении. Особенно это условие актуально при нагревании газов. Поэтому различают изохорную теплоемкость (V=const) и изобарную теплоемкость (р=const).

Найдем эти молярные теплоемкости применительно к разреженному газу. Согласно 1 - му закону термодинамики

где - подведенная к газу теплота, р - давление газа, -изменение объёма газа в процессе его нагревания. Отсюда,

При изохорном нагревании газа вся подводимая теплота идет на изменение внутренней энергии газа, то есть на нагревание его,

При изобарном нагревании подводимая теплота идет не только на нагревание, но и на совершение газом работы, поскольку газ расширяется,

Чтобы расшифровать выражение , выразим объем газа V из уравнения Клапейрона - Менделеева и продифференцируем его по Т.

Подставив, получаем соотношение:

Уравнение Майера, 1845

Из уравнения Майера видно, что газовую постоянную R можно истолковать также как работу изобарного расширения одного моля газа при нагревании на 1 К.

2). Классическая теория теплоемкости газов основана на предположении, что к атомно-молекулярным системам применимы для описания тепловых явлений законы классической ньютоновой механики. Ее центральным положением является сформулированный Больцманом постулат равномерного распределения средней энергии по степеням свободы молекул.

Если газ находится при температуре Т в тепловом равновесии, то средняя механическая энергия молекул равномерно распределена по всем степеням свободы и для каждой степени свободы каждой молекулы она равна . Здесь k - постоянная Больцмана.

Внутренняя энергия одного моля разреженного газа

Исходная теплоемкость .

Изобарная теплоемкость .

3). Адиабатный процесс. Наряду с уже известными изотермическим (Т=const), изобарическим (р=const) и изохорическим (V=const) процессами важное значение имеют в физике явлений процессы, протекающие при нулевой теплоемкости системы, С = 0.

Это значит, что в таком процессе система не обменивается теплом с окружающими телами. Система теплоизолирована. Говорят, система в адиабатной оболочке.

Процессы, протекающие в системе при С = 0, называют адиабатными.

Найдем уравнение адиабатного процесса. Так как , то первый закон термодинамики принимает вид: