Рассмотрим пункт 1

Две формы или два способа передачи энергии.

Многочисленные опыты и наблюдения показывают что внутренняя энергия системы может быть изменена двумя способами.

1.Путем совершения работы

2.Вследствие теплообмена

Если внешние силы совершают над системой работу то внутренняя энергия системы увеличится.

Конкретизируем понятие «термодинамическая работа». Начнем с рассмотрения элементарной работы идеального газа . Пусть газ расширяется в сосуде под невесомым поршнем.

При перемещении поршня на расстояние dx сила, действующая со стороны газа на поршень, совершает элементарную работу

. (3.1.8)

Работа совершается х -ой составляющей силы, эта составляющая оказывает давление на поршень, поэтому

, (3.1.9)

откуда, окончательно, получаем выражение для элементарной работы газа:

. (3.1.10)

Переходя от б/м к конечным величинам

Площадь криволинейной трапеции ограниченной графиком процесса в координатах PV и осью V численно равна работе совершаемой газом в данном процессе. При этом A>0 если dV>0

Работа газа всегда связана с изменением объема. Она считается положительной при расширении газа и отрицательно при сжатии. В процессе расширения газ передает энергию окружающим телам, при сжатии получает энергию.

Очевидно, элементарная работа , совершаемая над газом внешними телами, отличается от работы газа только знаком.

Выразим работу газа за цикл:

В случае прямого цикла расширение происходит при большем давлении чем сжатие. Работа на участве 1a2 A_1a2 = S₁>0 и положительна, работа на усастке 2b1 отрицательна A_2b1 = S₂<0

Работа за цикл A_○= A_{1a2 +} A_{2b1 =} A_{1a2 -} ׀A_2b1׀ = S_{1 -} S_{2 =} S_○ – площадь ограниченная замкнутой кривой изображающий прямой цикл в координатах PV/

Если цикл обратный то работа газа при сжатии по модулю больше чем при расширении, т.е. работа газа за весь цикл отрицательна и по прежнему по модулю равна площади закнутой кривой изображающий цикл в координатах PV

Таким образом работа газа за цикл по модулю численно равна площади, ограниченной кривой изображающий цикл в координатах PV, при этом работа прямого цикла положительна работа обратного цикла- отрицательна.

Рассмотрим п. 2 Внутренняя энергия изменяется вследствие теплообмена.

Теплообмен- это передача энергии от одного тела (системы) к другому без совершения макроскопической работы при их непосредственном контакте или посредствам третьего промежуточного тела или излучения.

Энергия переданная при теплообмене называется теплотой или теплом.

Теплоообмен может быть обьеснен на языке микроскопической работы: молекулы более нагретого тела имеют большую среднюю энергию хаотического движения и при взаимодействии с молекулами менее нагретого тела совершают над ниим работу, увеличивая их энергию. В этом случае работа совершается на молекулярном уровне.

В случае передачи энергии излучением электромагнитная волна (в классическом предствалении) или кванты (в квантовом представлении) взаимодействуя с молекулами в-ва так же совершают над ними работу увеличивая их энергию.

Одной из основных физ. величин характерезующих процесс теплообмена является теплоемкость системы, удельная теплоемкость вещества и молярная теплоемкость вещества.

Теплоемкостью системы (тела) называют физ. величину, равную кол-ву тепла необходимого для нагревания этой системы (тела) на 1 кельвин. Количество тепла необходимое для передачи телу (системе) для его нагрева

Удельной теплоемкостью в-ва называют физ. величину, равную кол-ву тепла необходимого для нагревания единицы массы в-ва на 1 кельвин.

=

Молярной теплоемкостью в-ва называют физ. величину, равную кол-ву тепла необходимого для нагревания одного моля в-ва на 1 кельвин.

Дата добавления: 2014-01-07