Фізичне значення температури t.

Зіставивши одержаний вираз (1.30) з рівнянням Клапейрона (1.7), знаходимо

(1.31) де k - постійна Больцмана. k = R/N_A = 1.38 ∙ 10^-23 Дж/К.(1.32)

Формула (1.31) чудова тим, що розкриває фізичне значення температури Т: температура Т виражає середню кінетичну енергію молекул.

Слід звернути увагу, що залежить тільки від Т, від маси ж молекул не залежить.

Замінивши в (1.30) його виразом (1.31), одержимо p = nkT (1.33)

де n - концентрація молекул. Це декілька інша форма рівняння стану ідеального газу. Формулу (1.33) можна, звичайно, одержати і відразу з рівняння pV_m = RT, розділивши обидві частини на V_m і представивши R як kN_A.

2.3

Основні поняття й означення.

Об'єкт дослідження в термодинаміці в узагальненому вигляді називають термодинамічною системою. Під термодинамічною системою розуміють деяку речовину, здебільшого задану параметрами Її стану, оскільки вона бере участь у процесах зміни й перетворення енергії.

Рівноважним станом називають такий стан системи, параметри якої — температура, тиск і об'єм — сталі.

Рівноважним процесом називають неперервну послідовність рівноважних станів системи. Такий процес можна здійснити лише при нескінченно повільних змінах стану системи.

До основних понять і величин у термодинаміці належать внутрішня енергія, робота і кількість теплоти.

Внутрішня енергія. Під внутрішньою енергією системи розуміють сумарну енергію всіх видів частинок, з яких складається система. Сюди входить кінетична і потенціальна енергія молекул, енергія коливальних рухів атомів у молекулах, енергія електронних оболонок в атомах та іонах і внутрішньоядерна енергія. До внутрішньої не відноситься енергія системи як цілого, яку вона може мати в результаті механічного руху або взаємодії з іншими системами. Інакше кажучи, внутрішньою енергією називають сумарну енергію мікрочастинок, з яких складається система. Внутрішня енергія є функцією стану системи, тобто змінюється із зміною стану системи і однозначно визначається тими самими параметрами, що й система. У термодинаміці практичне значення має не сама внутрішня енергія, а її зміна з переходом системи з одного стану в інший.

Робота. У термодинаміці поняття про роботу набуває ширшого змісту, бо стан системи і відповідно її внутрішню енергію, як функцію стану, можна змінювати завдяки виконанню і макроскопічної, і мікроскопічної роботи. Остання здійснюється без будь-якого видимого переміщення тіл, що взаємодіють, її інакше називають теплообміном.

Кількість теплоти. макроскопічна робота і теплообмін — способи зміни внутрішньої енергії системи. Кількісною мірою процесу макроскопічної роботи є фізична величина, яка також називається роботою. Кількісною мірою процесу теплообміну є фізична величина, що називасться кількістю теплоти. Кількість теплоти і робота, як величини, що визначають зміну внутрішньої енерііі системи, у реальних процесах можуть бути взаємно зв’язаними і визначати одна одну.

Перший закон термодинаміки

Цей закон містить три величини: внутрішню енергію U, роботу А і теплоту Q. Перш ніж сформулювати сам закон, встановимо фізичне значення цих величин.

Перший закон термодинамики стверджує, що приріст внутрішньої енергії макросистеми при її переході з початкового стану 1 в кінцеве 2 рівно сумі досконалої над системою роботи А' всіх зовнішніх макроскопічних сил і кількості переданого системі тепла Q:

U₂ – U₁ = Q + А'. (1.1)