Предмет термодинамики. Ее основные понятия и определения.

Термодинамика - раздел физики, изучающий законы превращения различных форм энергии.

Техническая термодинамика изучает взаимопревращения тепловой и механической энергии, свойства веществ, участвующих в процессах.

Термодинамический метод обладает особенностями:

1.дедукционный подход в исследовании.

2.термодинамический метод является феноменологическим.

Термодинамическая система - макроскопическая система, состоящая из большого количества микрочастиц. Термодинамической системой может быть любое тело.

Рабочее тело – термодинамическая система, чаще газ или пар, предназначена для преобразования теплоты в работу.

Реальный газ состоит из молекул конечных размеров, взаимодействующих между собой.

Идеальный газ состоит из молекул с объемами равными нулю, невзаимодействующими между собой.

Теплота – энергия перехода, то есть передача или превращение, если переход осуществляется в результате неупорядоченного движения микрочастиц.

Работа – энергия перехода, если переход осуществляется в результате направленного движения макрочастиц.

Теплота нетождественна тепловой энергии; работа нетождественна механической энергии.

Энергия тепловая или механическая термодинамической системы, определяется состоянием этой системы, являющейся функцией состояния.

Теплота и работа являются функциями процесса.

Теплота:

Удельная теплота:

Работа термодинамической системы:

Работа 1кг вещества:

Термодинамические параметры состояний

Термодинамические параметры состояний – физические величины. Характеризующие состояния термодинамической системы.

Параметры состояния:

1. внешние

2. внутренние

Внешними параметрами являются координаты термодинамической системы, скорость движения в пространстве.

Внутренние параметры организуют состояние термодинамической системы:

1.термодинамические

2. калорические внутренняя энергия

энтальпия

энтропия

теплоемкость

энергия фазового перехода

(теплота парообразования)

Внутренние параметры состояния:

1.экстенсивние - зависят от размеров термодинамической

системы(m,v,внутренняя энергия)

2. интенсивные – не зависят от размеров термодинамической системы.

(плотность, удельные величины).

Основными параметрами состояния газа являются:

1.абсолютное давление P

2.абсолютная температура T

3.абсолютный объем V

1) P,Па

2) T,K

шкала Цельсия

0⁰- таяние льда

100⁰- кипение воды

шкала Кельвина

шкала Реомюра

шкала Фаренгейта

шкала Ренкина

Температура - есть мера нагретости вещества, то есть мера интенсивности теплового движения микрочастиц.

Абсолютная температура пропорциональна кинетической энергии микрочастиц.

3) ;

Нормативные условия – условия, при которых основные параметры состояния газа принимают следующие значения.

Основные параметры состояния газа, связаны между собой уравнениями состояния:

Уравнения состояния идеального газа, уравнение Клапейрона – Менделеева.

- для 1 кг газа;

- для произвольного количества газа;

- для 1 кмоля;

где газовая характеристическая постоянная.

молярный объем;

молярная масса;

универсальная газовая постоянная;

Уравнение Ван-дер-Ваальса:

постоянная Ван-дер-Ваальса.

Уравнение Вуколовича-Новикова:

Газовые смеси

Газовая смесь – механическая смесь газов, химически между собой не взаимодействующих.

Пример: атмосферный воздух, горючий газ (азот), дымовые газы.

Масса газовой смеси равна сумме масс компонентов:

Парциальный объем, компонента газовой смеси – это объем, который имел бы данный компонент, если бы он один находился под давлением смеси и при температуре смеси.

см

1

2

3

Закон Омага согласно, которому объем газовой смеси равен сумме парциальных объемов компонентов:

Парциальное давление компонентов газовой смеси – давление, которое имел бы данный компонент, если бы он один занимал весь объем смеси, находящийся при температуре смеси:

см

1

2

3

Закон Дальтона: давление газовой смеси равна сумме парциальных давлений компонента.

Кажущаяся молярная масса смеси – условное понятие, осредненная молярная масса всех компонентов смеси.

общее количество кмолей всех компонентов смеси.

объемная доля компонента смеси;

молярная масса компонента;

-газовая постоянная смеси