18. Внутренняя энергия идеального газа.

Внутренняя энергия— сумма все кинетических и потенциальных энергии молекул составляющих тело.

К>П следовательно U>0

Для идеального газа потенциальной энергией можно пренебречь, тогда:

Вывод: изменение внутренней энергии зависит только от изменения температуры:

і— число степеней свободы.

і=3 для одноатомной молекулы;

і=5 для двухатомной молекулы;

і=6 для многоатомной молекулы;

Замечание: количество степеней свободы зависит также от темперотуры. При низких темперотурах только поступательные, при нормальных условиях — поступательные и вращательные, при высоких темперотурах— включаются и колебательные степени свободы.

Замечание 2: колебательные степени свободы несут kT энергию.

20. Первое начало термодинамики. Простейшие термодинамические процессы. Экспериментально установлен закон сохранения энергии, включающий все возможные виды энергии и внутреннюю. В формулировке Клаузеуса этот закон звучит: энергия не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда, она переходит из одного вида в другой. В применениях к теории газа первое начало термодинамики формулируется так: сообщённая системе теплота идёт на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии.

dQ=dA+dU CdT=pdV+

а)изотермический процесс dQ=dA – совершенная теплота идёт на совершение работы

б)изохорный процесс dQ=dU;

в)изобарный процесс dQ=dA+dU;

Вывод: теплоемкость газа зависит от процесса осущ. ним.

Замечание: теплоемкость определяется температурой и экспериментально установлено, что эта зависимость скачкообразная.

г)адиабатный процесс dA=-dU – работа совершается за счёт изменения внутренней энергии – показатель адиабаты.

21. Кпд идеальной тепловой машины. Цикл Карно. Понятие термодинамической температуры.

Тепловые двигатели-устройства, соверш. работу за счет подводимой к ним теплоты. Работа, выполн. тепловым двигателем : . Эфективность теплового двигателя характеризуется КПД:

Идеальная тепловая машина— машина, работающая по циклу Карно, и имеющая max КПД при данных условиях.

Цикл Карно состоит из двух изотерм и из двух адиабат и имеет вид:

1.2—резкое адиабатное сжатие; 2.3—изотермическое расширение; 3.4—резкое адиабатное расширение; 4.1— медленное изотермическое сжатие;

Определим КПД цикла Карно:

Вывод : т.к. температура холодильника не может быть равна абсолютному нулю, то КПД любой тепловой машины всегда меньше 100%.

22.Второе начало термодинамики.

Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к горячему. Следовательно, невозможно осуществление вечных двигателей 2-го рода (работающего на тепловых процессах) .

Формулировка 2-го начала термодинамики: Система, предоставленная самой себе, стремится перейти в состояние термодинамического равновесия и не выходит из этого состояния без внешнего воздействия.

В качестве равновесного состояния выступает именно то состояние, вероятность реализации которого макс. При данных условиях. Т.е. состояние, имеющее макс. статический вес.