20. Теплоемкость.

Удельная теплоемкость — это количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К:  . Молярная теплоемкость — количество теплоты, необходимое для нагревания 1 моль вещества на 1 К:  . Удельная и молярная теплоемкости связаны соотношением: , где М — молярная масса (масса одного моля вещества).

При постоянном объеме работа газа равна нулю (А=0) и все полученное тепло идет на увеличение внутренней энергии газа (). Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме: .

При постоянном давлении тепло Q, полученное газом, идет на увеличение внутренней энергии газа  и совершение работы A над внешними телами: . Молярная теплоемкость газа при постоянном давлении:  .

Таким образом, теплоемкость газа при постоянном давлении связана с теплоемкостью газа при постоянном объеме соотношениями: ,.

22. Работа при основных изопроцессах.

ИЗОПРОЦЕССЫ

Изопроцессы — равновесные процессы, в которых один из основных параметров сохраняется.

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС () Для изобарного процесса в идеальном газе справедлив закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объем данной массы газа прямо пропорционален его термодинамической температуре:или .   Работа газа при изобарном расширении: . Изменение внутренней энергии:Количество полученного тепла в соответствии с первым началом термодинамики:. Молярная теплоемкость при изобарном процессе:.

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС () Изохорный процесс в идеальном газе описывается законом Шарля: при постоянном объеме давление данной массы газа прямо пропорционально его термодинамической температуре:или .   Работа газа при изохорном процессе равна нулю: . Все полученное тепло идет на изменение внутренней энергии в соответствии с первым началом термодинамики: . Молярная теплоемкость при изохорном процессе:.

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС () Изотермический процесс в идеальном газе подчиняется закону Бойля - Мариотта: для данной массы газа при неизменной температуре произведение значений давления и объема есть величина постоянная:или .   Работа газа при изотермическом расширении: . Изменение внутренней энергии при изотермическом процессе равно нулю:. Все полученное тепло идет на совершение работы в соответствии с первым началом термодинамики:.

23. Фазовые переходы.

В зависимости от условий тела могут находиться в различных агрегатных состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое называетсяфазовым переходом.

Количество теплоты, выделяемое при кристаллизации тела и поглощаемое телом при плавлении, отнесенное к единице массы тела, называется удельной теплотой плавления (кристаллизации) λ: 

 Q = λm. 

При отвердевании (кристаллизации) выделяется такое же количество теплоты, какое поглощается при плавлении.

Количество теплоты, необходимое для парообразования (выделяющееся при конденсации): 

 Q = Lm, 

где L – удельная теплота парообразования (конденсации).

Если прочие параметры внешней среды (в частности, давление) остаются постоянными, то температура тела в процессе плавления (кристаллизации) и кипения не изменяется.

Плавление льда и кипение воды.(p = 1 атм, m = 4 кг).

Модель идеального газа не предполагает превращения газа в жидкость при постоянной температуре. Однако, реальные газы, в которых взаимодействием между молекулами пренебречь нельзя, способны при изменении давления превращаться в жидкость, если их температура ниже некоторой критическойT_кр.

Если количество молекул, покидающих жидкость, равно количеству молекул, возвращающихся в жидкость, то говорят, что наступило динамическое равновесие между жидкостью и ее паром. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.

Абсолютная влажность воздуха ρ показывает плотность водяного пара. Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ₀ насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах: 

 

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.