Учебное пособие по физике. Часть II. Молекулярно-кинетическая теория, страница 26

A=-ΔU

ΔU=(3/2)nk(T₂-T₁)

A=-(3/2)nk(T₂-T₁)

A=(3/2)nk(T₂-T₁)

Возьмём стеклянный бутыль с узким горлом и нальём в него немного воды. Заткнём бутыль резиновой пробкой, в которой имеется  трубка, соединенная с насосом и будем накачивать в бутыль воздух. При этом вода в бутыли исчезнет. Следовательно, температура воздуха в бутыле повысилась. При достаточно высоком давлении пробка вылетает, и в бутыле появляется туман, что свидетельствует об охлаждении воздуха при расширении. При быстром и сильном сжатии газ может нагреваться очень сильно. Если при этом в газе находятся пары бензина или других горючих веществ, то они воспламеняются. Это явление использовано в двигателях Дизеля для зажигания горючей смеси. Почему при быстром накачивании шины, насос быстро нагревается?

Процесс	График	ΔU	A	Q	Формула	Физический смысл
Изохорный		0 т.к 0	A=0	Q0	Q=	Внутренняя энергия газа увеличивается за счет подводимого тепла.
Изобарный		0 0	A0 A=P*ΔV	Q0	Q=+A	Внутренняя энергия газа возрастает за счет части тепла подводимого к системе
Изотермический		0 т.к 0	A0	Q0	Q=A	Газ совершает работу за счет подводимого тепла. Процесс медлительный
Адиабатный		0 т.к 0	A0 A=3/2nk**(T2-T1)	Q = 0		Увеличение внутренней энергии происходит за счет работы внешних сил, при совершении работы самой системой ее внутренняя энергия уменьшается

ЧО₄ Необратимость тепловых процессов.

Второе начало термодинамики.

Цикл Карно. КПД теплового двигателя.

Холодильные установки

Необратимость тепловых процессов

1 Явления, происходящие в консервативных системах обратимы. Это означает, что если система перешла каким-то образом из первого состояния во второе, то наверняка возможен процесс возвращения из второго состояния в первое так, что система при обратном процессе пройдет через все промежуточные состояния и по окончании обратного процесса в природе не произойдет никаких изменений. Действительно, пусть абсолютно упругий шарик падает в ва­кууме на абсолютно упругую плиту. Пользуясь законами упругого удара, нетрудно показать, что шарик, упав на плиту, вернется после отражения в исходную точку, пройдя в обратном направлении все те промежуточные состояния, которые он проходил при падении. После окончания процесса шарик и все окружающие его тела вернутся в первоначальное состояние, и это может повториться сколько угодно раз. Колебания маятника в вакууме или тела на абсолютно упругой пружине также представляют собой обратимые процессы.

2 Все явления, происходящие в реальных системах, необратимы. Так, в среде с трением, маятник, качнувшись несколько раз, остановится. При этом его механическая энергия превратится во внутреннюю энергию трущихся тел и их температура повысится. Но сколько бы мы потом ни ждали, внутренняя энергия трущихся тел при охлаждении никогда не превратится в механическую и маятник за счет этого сам собой не раскачается. Итак, реальный процесс превращения механической энергии во внутреннюю необратим и наоборот.

3 Как показывает опыт, при диффузии выравнивание концентраций происходит самопроизвольно, без внешнего воздействия. Обратный же процесс сам по себе никогда не идет: сколько бы времени мы ни ждали, не получится так, чтобы, например, смесь газов разделилась на исходные компоненты или растворенное в жидкости вещество (соль, сахар, краска и т. п.) само по себе выделилось из жидкости. Конечно, смесь можно разделить на исходные компоненты. Но при этом, во-первых, система не проходит через те промежуточные состояния, через которые она проходила, в процессе диффузии. А во-вторых, возвращение системы к исходному состоянию приводит к существенному изменению свойств окружающих ее тел. Так, разделяя газовую смесь, возникшую при диффузии, на исходные компоненты, мы должны затратить энергию на работу насосов; точно так же, выделяя, скажем, соль из вод­ного раствора путем дистилляции, мы расходуем энергию на ис­парение воды, что связано с изменением состояния окружающих данную систему тел. Итак, диффузия является односторонним, а тем самым и необратимым процессом.