Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под внутренней энергией идеального и реального газов?

2. От каких параметров состояния зависит внутренняя энергия реального и идеального газов?

3. Является ли внутренняя энергия функцией состояния или процесса?

4. Чему равно изменение внутренней энергии в круговом процессе?

5. Что изображает площадь под кривой процесса в -диаграмме?

6. Показать, что работа является функцией процесса.

7. Какая работа газа больше: в обратимом или необратимом процессе и почему?

8. Формулировка первого закона термодинамики.

9. Аналитическое выражение первого закона термодинамики.

7. Основные термодинамические процессы идеальных газов

Термодинамика в первую очередь рассматривает равновесные состояния и равновесные обратимые процессы, протекающие в идеализированных системах с бесконечно малыми скоростями течения процессов. Именно такие процессы поддаются графическому изображению и полному термодинамическому анализу, если известны свойства рабочего вещества.

Основными процессами, широко применяемыми в теоретических исследованиях и в технических разработках, являются:

изохорный ( v = const );
изобарный ( p = const );
изотермический ( T = const );
адиабатный ( dq = 0 );
политропный (обобщающий).

Если, пользуясь характеристическим уравнением состояния идеального газа, теорией теплоёмкости и первым законом термодинамики, провести исследования основных термодинамических процессов, то могут быть получены следующие зависимости и величины, характеризующие термодинамические закономерности изменения состояния газов.

1.Уравнение процесса в системе координат p – v .
2.Аналитическая взаимосвязь между основными параметрами процесса ( p, v, T ).

3.Теплоёмкость процесса.

4.Величина изменения внутренней энергии газа.
5.Величина изменения энтальпии.
6.Работа процесса, совершаемая рабочим телом (газом) или внешней средой.
7.Количество тепла, подведённого за время процесса к рабочему телу, или отведённого от него.

Следует отметить, что действительные процессы, протекающие в природе и в технике, сопровождаются внутренним и внешним трением газа при конечных скоростях его движения и конечной разности температур, а, следовательно, не являются обратимыми. Однако многие реальные процессы сравнительно мало отличаются от идеальных (обратимых) и в расчётах их принимают за равновесные. Для остальных же в расчётные зависимости приходится вносить соответствующие корректирующие поправки (поправочные коэффициенты) из справочной литературы.

Далее приводятся расчётные зависимости и величины для основных процессов идеальных газов, исходя из условия, что теплоёмкости газов не зависят от температуры и остаются постоянными.

Примечание. При больших изменениях температуры расчёт газовых процессов следует вести с учётом зависимости теплоёмкости от температуры, используя справочные таблицы (см. раздел 5).