Тема: основи термодинаміки

Лекція IX

ПЛАН

1. Внутрiшня енергiя.

2. Теплота i робота.

3. Перший початок термодинамiки.

4. Теплоємнiсть багатоатомних газiв.

5. Адiабатичний процес. Рiвняння Пуассона.

6. Оборотнi та необоротнi процеси. Цикл.

7. Цикл Карно і його коефiцiєнт корисної дiї.

8. Другий початок термодинамiки. Ентропiя.

1. Кожна термодинамічна система характеризується повною енергiєю, в яку входять:

1) кінетична енергія механічного руху системи як цiлого у просторi або її макрочастинок;

2) потенціальна енергія, яка залежить вiд положення системи в зовнiшньому силовому полi;

3) внутрiшня енергiя U, яка залежить вiд внутрiшнього стану системи.

Внутрішня енергія мiстить у собi:

1) кінетичну енергію поступального та обертального руху молекул;

2) потенціальну енергію їх взаємодiї;

3) енергiю коливального руху молекул, електронних оболонок і ядер.

Слiд сказати, що внутрішня енергія є функцiєю параметрiвстану системи (перехiд системи з одного стану в iнший не залежить вiд способу переходу цiєї системи з одного стану в iнший).

для даної маси.

В iдеальному газi потенціальна енергія взаємодiї молекул дорiвнює 0. У термодинаміцi не враховується внутрiшньомолекулярна та внутрiшньоядерна енергiя, тому внутрішня енергія iдеального газу однозначно повинна дорiвнювати кінетичній енергії молекул.

Нам відомо, що для однієї молекули ;

а для одного моля ;

; ;

- внутрiшня енергiя одного моля iдеального газу.

- внутрiшня енергiя iдеального газу.

2. Змiна стану системи зумовлена передачею енергiї вiд одного тiла системи до iншого, а передача енергiї вiдбувається або у формi виконаної механічної роботи А, або у формi передачi теплоти Q.

Kiлькiсть теплоти Q - це фiзична величина, яка чисельно дорiвнює кiлькостi енергiї, що передається вiд одної системи до iншої внаслiдок теплообмiну.

Вiдомо, що теплота Q i робота А як двi форми передачi енергiї тiсно пов`язанi одна з одною. Одержимо вираз для роботи А при розширеннi газу:

dh

газ

(2)

Якщо А>0, то газ звершує роботу при розширеннi.

Якщо А<0, то робота звершується над газом, унаслiдок чого вiн стискується.

Розглянемо вираз для роботи для рiзних iзопроцеciв:

1). i зохоричний: V = const; dV = 0;

2). iзобаричний:

3). iзотермiчний:

3. Перший початок термодинаміки зумовлює закон збереження та перетворення енергiї стосовно теплових процесiв i формулюється так:

Дата добавления: 2014-01-07