Изохорное нагревание

Теплота изохорного процесса

Применение 1-го закона к простейшим системам

Математическое выражение и формулировка 1-го закона

Q = DU + W (2.1)

Тепло, подведенное к системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы против внешних сил.

dQ = dU + dW = dU + pdV + dW’ (2.2)

Классическая термодинамика не дает способов расчета и измерения внутренней энергии, а только ее изменение.

3.2.1. Изолированная система

Q = 0, W = 0, DU = 0.

Внутренняя энергия изолированной системы постоянна.

3.2.2. Изохорный процесс V = const.

Если dW’ = 0, pdV = dW_{расширения} = 0. W_{расширения} = 0.

Þ dQ_v = dU; Q_v = DU (2.3)

В отсутствие полезной работы изменение внутренней энергии равно теплоте изохорного процесса. Это утверждение дает способ экспериментального измерения для изменения внутренней энергии.

dQ_v = n C_v dT = dU_v ê: n Þ d U_V = C_v dT Þ C_v = , (2.4)

где C_v – мольная теплоемкость системы при постоянном объеме.

dQ = m c_уд dT

3.2.3. Изобарный процесс p = const

3.2.3.1. Работа изобарного процесса

dW = pdV = p (V ₂ – V ₁) = p D V (2.5)

3.2.3.2. Теплота изобарного процесса

Q_p = DU + p D V = (U₂ + pV₂ ) – (U₁ + pV₁) = H₂ – H₁ = D H

Q_p = DH. (2.6)

Функция, стоящая в скобках называется энтальпией. Таким образом, можно сделать вывод: в отсутствие полезной работы теплота изобарного процесса равна изменению энтальпии

3.2.3.3. Энтальпия – функция состояния

Н U + pV (2.7)

В энтальпию входит внутренняя энергия (функция состояния) и произведение параметров, поэтому она также представляет собой функцию состояния, т.е. ее изменение не зависит от пути процесса.

Полный дифференциал энтальпии dH = dU + pdV + Vdp.

При р = const dH = dU + pdV = d Q_p.

Дата добавления: 2013-12-12