теплоты, сообщенное газу, идёт на приращение внутренней энергии газа и на совершение газом работы над внешними телами.
dA=PdV – работа совершаемая газом при изменении объёма.
DQ=cудmdT; суд - удельная теплоёмкость
С=Mсуд – молярная теплоемкость газа [Дж/мольК]
A=0 – работа совершаемая газом при изохорическом процессе – dQ=dU
dU=vCvdT – изменение внутренней энергии: Сv=(i/2)*R
dA=PdV¹0, dU¹0 – изобарический процесс.
Ср=Сv+R – соотношение Маейра. Ср=((i+2)/2)*R
показатель A=P(V2-V1) – работа совершаемая газом
адиабаты при изобарическом процессе
dU=0 – изотермический процесс. dQ=dA
A=Q=vRTln(V2/V1) – работа совершаемая газом при Т=const.
48) Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
Адиабатический процесс – это процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. A=i/2(P1V1-P2V2) – работа совершаемая газом при адиабатическом процессе.
TVg-1=const – уравнение адиабатического процесса в переменных Т и V.
РVg=const – уравнение адиабатического процесса в переменных Р и V.
Tg/Pg-1=const – уравнение адиабатического процесса в переменных Р и T.
P T Т=const T
T1 T2<T1
T1 T2<T1 T2
T1 Т=const
T2 T2
V V P
PVg=const ТVg-1=const ТgPg-1=const
g=Ср/Сv>1
g-1<1 Тg=Pg-1
49) Работа газа в адиабатическом процессе.
Изменение
температуры 
, откуда А=-m/μ*Cv(T2-T1)= m/μ*Cv(T1-T2), откуда m/μ*CvT(1- T2/T1), откуда
используя уравнение Пуассона 2 получим А=
, а т.к. Сv=R / 
, откуда и получим
уравнение для вычисления работы
 |
50) Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы.
Обратимый процесс – это процесс, при котором при возвращении в исходное состояние ни в самой системе, ни в окружающих телах не остаётся никаких изменений. Если такие изменения появляются, то такой процесс называется необратимым.
Процесс, при котором система переходит из состояния 1 в состояние 2, а затем возвращается в исходное состояние 1 через другие промежуточные состояния, называется круговым или циклом.
Тепловая машина представляет собой систему совершающую многократно некоторый круговой процесс или цикл. Её кпд: h=A/Q1=(Q1-Q2)/Q1
54) Тепловые машины и холодильники. Циклы. Второе начало термодинамики.
Перпетуум мобиле 2-го рода невозможен.
Итоговая работа, соверш. газом против внеш. сил A=A1-A2=Q1-Q2
Эта работа. соверш. засчёт превыш. кол-ва теплоты, получ при расшир. Q1 на кол-во теплоты отданной при сжатии Q2, т.е. Q1-Q2
цикл. такого рода носит название прямого цикла и он при меняется в тепловой машине. В нём раб. в-во, газ или пар получ от нагревателя Q1 и отдаёт холодильнику Q2. Если работа при расширении меньше, чем при сжатии, т.е. А2<A1, то такой цикл обратный.
Он происходит, когда расширение газа происходит при
более низкой темпер., чес сжатие. Машина, раб. по обр. циклу наз. холодильной
машиной.
51) Цикл Карно и его КПД.
Цикл Карно – это идеальный цикл, который даёт максимальный КПД. Состоит из двух изотерм и двух адиабат. h= (Q1-Q2)/Q1=(Т1-Т2)/Т1= =(A1-2-A3-4)/A1-2
P 1 1-2 – изотермическое расширение Т2;
Q1 2 2-3 – адиабатическое Dq=0;
3-4 – изотермическое сжатие, Т2;
Dq=0 3 Dq=0 4-1 – адиабатическое Dq=0.
4 Q2 V
A1-2 = RT1ln(v2/v1)=Q1
A2-3=Cv(T1-T2)
A3-4=RT2ln(v3/v4)=Q2
A4-1=Cv(T1-T2)
53) Энтропия и её связь с вероятностью.
Все тепловые процессы являются необратимыми. Должны существовать общие закономерности, указывающие на направление этих процессов. Необходимо ввести количественную характеристику этой особенности, которая смогла бы указывать на направление таких процессов — энтропия. Энтропия — степень упорядоченности системы. Свойства энтропии: 1) энтропия изолированной системы при протекании необратимого процесса возрастает. 2) Энтропия системы, находящейся в равновесном состоянии, максимальна. Термодинамическая вероятность— число пропорциональное количеству физ. различимых микроскопич. состояний, в кот. может быть реализовано данное макроскопич. состояние. S=KlnW— энтропия. Энтропия характеризует степень беспорядочности молекул. При необратимых процессах вероятность с-мы и энтропия возрастают.
 |
37) Статистический смысл второго начала термодинамики. Неравенства Клаузиса.
В природе возможны лишь такие процессы, при которых энтропия не изменяется или возрастает. Математически это выражение можно записать ∆S ≥ 0 — неравенство Клаузиса.
42) Изменение энтропии в изопроцессах.
Энтропия – это такая функция состояния, T
дифференциал которой определяется T2 1 2 3
отношением. dS=dQ/T - изменение энтропии. T1 1)адиабатич
2 - изохорич
3 - изобарич
4 - адиабатич
Число различных микросостояний соответствующих данному макросостоянию называется статистическим весом W или термодинамической вероятностью макросостояния. S=k*lnW - энтропия.
Энтропия обладает следующими свойствами: 1) энтропия изолированной системы при протекании необратимого процесса возрастает; 2) энтропия системы находящейся в равновесии - максимальна. Эти утверждения и составляют содержание II начала т/д: энтропия изолированной системы может только возрастать, либо по достижении максимального значения остаётся постоянной т.е. DS³0.
52) Реальные газы. Уравнение Ван-дер Ваальса.-
Реальный газ - это такой газ, частицы которого обладают собственным объёмам, а так же взаимодействуют друг с другом и поэтому обладают не только кинетической, но и потенциальной энергией.
Уравнение состояния реального газа: (P+Pi)(V+Vi)=νRT
Vi - поправка к V, где i - ¼ часть собственного объёма молекул одного моля. P
Pi=v2a/V2 - поправка к Р.
Уравнение Ван-дер-Ваальса:
Pкр K T>Tкр
V1 V2 V3
K- точка критического равновесия
 |
Tкр
Vкр,Pкр,Ткр,- параметры критического Т<Ткр состояния. Vкр V
Найдём параметры критического состояния:
Vкр=3b; Pкр=a/(2+b2); Ткр=8а/27bR
Т>Tкр - идеальный газ;
T<Tкр - реальный газ.
45) Теоретические и опытные изотермы реального газа. Критическое состояние.
Точка, являющаяся пределом, к которому приближаются горизонтальные
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.