- •Основные положения молекулярно-кинетической теории (мкт).
- •Основное уравнения мкт идеального газа. Идеальный газ.
- •Закон о суммарном давлении смеси газов
- •Закон о растворимости компонентов газовой смеси
- •Средняя, наиболее вероятная и среднеквадратичная скорости молекул. Среднеквадратичная скорость движения молекул.
- •Понятие температуры. Абсолютная температурная шкала.
- •Работа газа при различных процессах.
- •Количество теплоты. Теплоемкость вещества.
- •Теплоемкости идеального газа при различных изопроцессах.
- •Первое начало термодинамики.
- •Изохорический процесс. Применение первого начала термодинамики.
- •Изобарический процесс. Применение первого начала термодинамики.
- •Изотермический процесс. Применение первого начала термодинамики.
- •Адиабатический процесс. Применение первого начала термодинамики.
- •Обратимые и необратимые процессы в термодинамических системах. Циклические процессы.
- •Тепловые двигатели. Цикл Карно.
- •Второе и третье начала термодинамики.
- •Формулировка
Работа газа при различных процессах.
Количество теплоты. Теплоемкость вещества.
Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.
Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние.
Единицы измерения: Джоули Дж
Рассмотрим систему, состоящую из двух тел A и B. Предположим, что тело B заключено почти полностью в жёсткую адиабатическую оболочку, так что оно не способно совершать макроскопическую работу, а обмениваться теплом (то есть энергией) посредством микроскопических процессов может лишь с телом A. Предположим, что тело A также заключено в адиабатическую оболочку почти полностью, так что для него возможен теплообмен лишь с B, но не будем предполагать, что оболочка жёсткая. Количеством теплоты, сообщённой телу A в некотором процессе, будем называть величину QA = − ΔUB, гдеΔUB — изменение внутренней энергии тела B. Согласно закону сохранения энергии, ΔA = ΔUA + ΔUB где ΔA — макроскопическая работа внешних сил над телом A. Если учесть, что ΔA = − Aint где Aint — работа, совершённая телом A, то закону сохранения энергии можно придать форму первого начала термодинамики: ΔQA = ΔUA + Aint
Из первого начала термодинамики следует корректность введённого определения количества теплоты, то есть независимость соответствующей величины от выбора пробного тела B и способа теплообмена между телами. Заметим, что для определения количества теплоты необходимо пробное тело, в противном случае первое начало теряет смысл содержательного закона и превращается в определение количества теплоты (весьма бесполезное в таком виде). При определении количества теплоты независимо от ΔA и ΔUA первое начало становится содержательным законом, допускающим экспериментальную проверку.
Отметим, что, как и совершённая работа, количество переданной теплоты зависит от конкретного процесса, совершённого над телом.
Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.
Теплоемкости идеального газа при различных изопроцессах.
Адиабатический
В адиабатическом процессе теплообмена с окружающей средой не происходит, то есть . При изменении объема температура и давление меняются, то есть . Следовательно, теплоемкость идеального газа в адиабатическом процессе также равна нулю: Садиаб=0.
Изотермический
В изотермическом процессе постоянна температура, то есть . При изменении объема газу передается (или отбирается) некоторое количество тепла. Следовательно, теплоемкость идеального газа стремится к бесконечности:
Изохорный
В изохорическом процессе постоянен объем, то есть . Элементарная работа газа равна произведению изменения объема на давление, при котором происходит изменение (δA = δVP). Первое Начало Термодинамики для изохорического процесса имеет вид:
А для идеального газа Таким образом, где i — число степеней свободы частиц газа.
Изобарный
В изобарном процессе ( ):
CP=δQ/νΔT=CV+R=((i+2)/2)*R