- •46. Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести.
- •Формула
- •48. Первый закон термодинамики
- •Термодинамическая работа
- •49. Теплота (обозначается q, также называется количество теплоты) — мера энергии, переходящей от одного тела к другому в процессе теплопередачи. В системе сИединицей измерения теплоты является джоуль.
- •50. Теплоемкость идеального газа в изопроцессах
Термодинамическая работа
[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Механическая работа определяется как:
,
где — сила, а — элементарное (бесконечно малое) перемещение.
Элементарная работа термодинамической системы над внешней средой может быть вычислена так:
,
где — нормаль элементарной (бесконечно малой) площадки, — давление и — бесконечно малое приращение объёма.
Работа в термодинамическом процессе , таким образом, выражается так:
.
Величина работы зависит от пути, по которому термодинамическая система переходит из состояния в состояние , и не являетсяфункцией состояния системы. Такие величины называют функциями процесса.
Несмотря на то, что до сих пор и в физической химии используется обозначение работы A, в соответствии с рекомендациями ИЮПАКработу в химической термодинамике следует обозначать как W[1]. Впрочем, авторы могут использовать какие угодно обозначения, если только дадут им расшифровку.[2]
49. Теплота (обозначается q, также называется количество теплоты) — мера энергии, переходящей от одного тела к другому в процессе теплопередачи. В системе сИединицей измерения теплоты является джоуль.
Теплоемкость идеального газа — это отношение количества теплоты, сообщенного газу, к изменению температуры δТ, которое при этом произошло.
Молярная теплоёмкость — это теплоёмкость одного моля вещества. Часто употребляется обозначение .
Связь с удельной теплоёмкостью:
,
где c — удельная теплоёмкость, μ — молярная масса.
Размерность молярной теплоёмкости [Дж/(К•моль)]
Уде́льная теплоёмкость - физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин. Удельная теплоемкость обозначается буквой c и измеряется в Дж/кг*Кельвин.
Единицей СИ для удельной теплоёмкости является джоуль на килограмм-кельвин. Следовательно, удельную теплоёмкость можно рассматривать как теплоёмкостьединицы массы вещества. На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.
Формула расчёта удельной теплоёмкости: , где — удельная теплоёмкость, — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, — разность конечной и начальной температур вещества.
50. Теплоемкость идеального газа в изопроцессах
Адиабатический
В адиабатическом процессе теплообмена с окружающей средой не происходит, то есть . Однако, объём, давление и температура меняются, то есть .
Следовательно, теплоемкость идеального газа в адиабатическом процессе равна нулю: .
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 изохорном процессе постоянен объем, то есть . Элементарная работа газа равна произведению изменения объема на давление, при котором происходит изменение (). Первое Начало Термодинамики для изохорного процесса имеет вид:
А для идеального газа
Таким образом,
где — число степеней свободы частиц газа.
Изобарный
В изобарном процессе ():
CP=δQ/νΔT=CV+R=((i+2)/2)*R
Вывод формулы для теплоемкости в данном процессе
Согласно 1 началу термодинамики существует 2 способа изменить внутреннюю энергию тела (в нашем случае идеального газа): передать ему тепло или совершить над ним работу.
dU=δQ+δA, где δA — работа окр. среды над газом.
δAокр.среды=-δAгаза
δQ=dU+δAгаза
В расчете на 1 моль:
С=δQ/ΔT=(ΔU+pΔV)/ΔT
ΔU=CV*ΔT
C=CV+(pΔV/ΔT)в данном процессе