- •В простейшем случае одномерных малых упругих деформаций формула для силы упругости имеет вид (Закон Гука):
- •20 ВопросНапряжённость гравитационного поля
- •Гравитационный потенциал и уравнения движения
- •Гравитационный потенциал и принцип эквивалентности
- •Гравитационный потенциал точечной частицы и произвольного тела
- •21 Вопрос
- •Второй закон Кеплера (закон площадей)
- •Третий закон Кеплера (гармонический закон)
- •Физический смысл
- •23 Вопрос
- •По физической природе
- •По характеру взаимодействия с окружающей средой
- •Скорость и ускорение при гармонических колебаниях.
- •Энергия гармонических колебаний
- •28 Вопрос
- •Затухающие колебания пружинного маятника
- •Решения
- •Математическое выражение для кривой Лиссажу
- •Вопрос 32
- •35 Вопрос
- •Моль вещества
- •Постоянная Авогадро
- •Связь с другими законами состояния идеального газа
- •38 Вопрос
- •39 Вопрос
- •45 Вопрос
- •47 Вопрос Тема 2. Теплоёмкость газов
- •2.1.Массовая, объёмная и мольная удельные теплоёмкости
- •48 Вопрос
- •Физический смысл адиабатического процесса
- •Работа газа
- •49 Вопрос
- •50 Вопрос
- •Описание цикла Карно
- •Кпд тепловой машины Карно
- •Связь между обратимостью цикла и кпд
- •51 Вопрос
- •Ограничения
- •Второе начало термодинамики и «тепловая смерть Вселенной»
- •52 Вопрос
- •53 Вопрос
- •Критическое состояние вещества
- •54 Вопрос Внутренняя энергия реального газа
- •Изменение энергии
- •Изменение температуры
- •55 Вопрос
- •56 Вопрос Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления
- •Введение
- •57 Вопрос
39 Вопрос
Формула для среднего давления газа на стенку сосуда запишется в виде
|
Это уравнение устанавливает связь между давлением p идеального газа, массой молекулы m0, концентрацией молекул n, средним значением квадрата скоростии средней кинетической энергиейпоступательного движения молекул. Его называют основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов
45 Вопрос
При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна. В общем случае при переходе из некоторого начального состояния (1) в конечное состояние (2) работа газа выражается формулой:
или в пределе при ΔVi→ 0:
В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0.
В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением:
A = p (V2– V1) = pΔV. |
В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0.Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q = A.Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.Наряду с изохорным, изобарным и изотермическим процессами в термодинамике часто рассматриваются процессы, протекающие в отсутствие теплообмена с окружающими телами. Сосуды с теплонепроницаемыми стенками называются адиабатическими оболочками, а процессы расширения или сжатия газа в таких сосудах называются адиабатическими.Работа газа в адиабатическом процессе выражается через температуры T1и T2начального и конечного состояний
A = CV(T2– T1). |
Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации
47 Вопрос Тема 2. Теплоёмкость газов
2.1.Массовая, объёмная и мольная удельные теплоёмкости
Известно, что подвод теплоты к рабочему телу или отвод теплоты от него в каком-либо процессе приводит к изменению его температуры. Отношение количества теплоты, подведенной (или отведенной) в данном процессе, к изменению температуры называется теплоемкостью тела (системы тел):
, |
(2.1) |
где — элементарное количество теплоты;— элементарное изменение температуры.
Теплоемкость численно равна количеству теплоты, которое необходимо подвести к системе, чтобы при заданных условиях повысить ее температуру на 1 градус. Так как единицей количества теплоты в СИ является джоуль, а температуры — градус К, то единицей теплоемкости будет Дж/К.
В зависимости от внешних условий и характера термодинамического процесса теплота может либо подводиться к рабочему телу, либо отводиться от него. Учитывая, что система участвует в бесчисленном множестве процессов, сопровождающихся теплообменом, величинадля одного и того же тела может иметь различные значения. В общем случае значение теплоёмкостилежит в интервале от -∞ до +∞, то есть она может быть любой положительной или отрицательной величиной.
Поэтому обычно в выражении (2.1) при теплоёмкости указывается индекс "x", который характеризует вид процесса теплообмена
. |
(2.2) |
Индекс "x" означает, что процесс подвода (или отвода) теплоты идет при постоянном значении какого-либо из параметров, например, давления , объемаили других.
Ввиду того, что в термодинамике обычно рассматриваются квазистатические процессы теплообмена, теплоемкость является величиной, относящейся к системе, которая находится в состоянии термодинамического равновесия. Таким образом, теплоемкости являются функциями параметров термодинамической системы. Для простых систем — это функции каких-либо двух из трех параметров:,,.
Опыты показывают, что количество теплоты, подведенное к рабочему телу системы или отведенное от него, всегда пропорционально количеству рабочего тела. Для возможности сравнения вводят, как известно, удельные величины теплоемкости, относя подведенную (или отведенную) теплоту количественно к единице рабочего тела.
В зависимости от количественной единицы тела, к которому подводится теплота в термодинамике, различают массовую, объемную и мольную теплоемкости.
Массовая теплоемкость— это теплоемкость, отнесенная к единице массы рабочего тела,
. |
Единицей измерения массовой теплоемкости является Дж/(кг • К). Массовую теплоемкость называют также удельной теплоемкостью.
Объемная теплоемкость— теплоемкость, отнесенная к единице объема рабочего тела,
, |
где и— объем и плотность тела при нормальных физических условиях.
Объемная теплоемкость измеряется в Дж/(м3 • К).
Мольная теплоемкость— теплоемкость, отнесенная к количеству рабочего тела (газа) в молях,
, |
(2.3) |
где — количество газа в молях.
Мольную теплоемкость измеряют в Дж/(моль • К).
Массовая и мольная теплоемкости связаны следующим соотношением:
или
, |
(2.4) |
где - молекулярная масса.
Объемная теплоемкость газов выражается через мольную как
или
, |
(2.5) |
где м3/моль — мольный объем газа при нормальных условиях.