Перше начало термодинаміки. Робота газу при сталому тиску

Зміна енергії тіла відбувається тільки при виконанні механічної роботи або при теплообміні. Закон збереження енергії є першим началом термодинаміки. Підведення до системи кількість теплоти Q частково іде на збільшення внутрішньої енергії системи і частково на виконання цією системою роботи

Вигляд цього рівняння для ізопроцесів: ізобаричний робота вих збільшується об’єм і підвищується температура. Процес в якій-небудь системі, що відбувається без теплообміну з оточуючим середовищем називається адіабатним процесом. тоді З цього випливає, що під час адіабатного процесу система може виконувати роботу тільки за рахунок зменшення своєї внутрішньої енергії.

4. Теплоємність газу за сталого обєму і сталого тиску.

Кількість теплоти поглинутої тілом при зміні його стану залежить не лише від його початкового та кінцевого станів, зокрема, від його початкової та кінцевої температури, але і від способу, в який було здійснено перехід від початкового до кінцевого стану. Відповідно від цього залежить і теплоємність тіла. Звичайно, розрізняють теплоємність за сталого тиску C_P і теплоємність за сталого об`єму C<sub>V</sub>, якщо в процесі нагрівання підтримують, відповідно, сталий тиск Р або сталий об`єм V. При нагріванні за сталого об’єму (V =const, ізохоричний процес) уся підведена до тіла теплота йде на збільшення його внутрішньої енергії, тоді як при нагріванні за сталого тиску (P =const, ізобаричний процес) на збільшення внутрішньої енергії тіла йде лише частина підведеної до тіла теплоти, оскільки інша частина йде на виконання роботи розширення тіла. Отже, C_P завжди більше за C_V. Для твердих тіл і рідин різниця між C_P та C_V незначна, оскільки зміни їх об’єму при нагріванні невеликі. Знання g є важливим, оскільки безпосереднє вимірювання C_V становить значні експериментальні труднощі (при V =const маса газу, а отже його теплоємніcть завжди малі порівняно з відповідними величинами для калориметра), і теплоємність C_V звичайно обчислюють за формулою C_V = C_P/ g, оскільки вимірювати C_P значно зручніше.Для газів, розріджених настільки, щоб їх можна було вважати ідеальними, різниця молярних теплоємностей C_P - C_V = R, де R – універсальна газова стала, що дорівнює 8,314 Дж/(моль∙K). Відповідно до класичної теорії теплоємності ідеальних газів для одноатомного газу теплоємність C_V = 3 R/2, для газу, що складається із двоатомних молекул, C_V = 5 R/2, а для ідеального газу багатоатомних жорстких молекул C_V = 6 R/2. Якщо газ можна вважати ідеальним, то за відомим відношенням молярних теплоємностей γ можна навіть знайти їх абсолютні величини. Можна знайти самі теплоємності C_V = R/(g – 1 ) та C_P = gR/(g – 1 ).

Дата добавления: 2015-05-23