Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изопроцессы. Адиабатический прцесс. ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Изопроцессы — термодинамические процессы, во время которых количество вещества и ещё одна из физических величин — параметров состояния: давление, объём или температура — остаются неизменными. 1. Изотермический процесс. Изменение внутренней энергии при изотермическом процессе не происходит. Все количество теплоты, переданное системе, согласно формуле (48), идет на совершение работы: ΔQ=A. ()(). 2. Изобарный процесс - процесс, протекающий при постоянном давлении. Первое начало термодинамики для изобарного процесса: процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении () ΔQ=ΔU+ ΔA 3. Изохорный процесс. При изохорном процессе газ не совершает работы. Первое начало термодинамики для изохорного процесса: ΔQ=ΔU. процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме (). Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа при постоянном объёме, давление прямо пропорционально температуре: 4. Адиабатический процесс - процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой (ΔQ=0). Все быстропротекающие процессы можно отнести к адиабатическим. Уравнения состояний системы для адиабатического процесса: PVλ=const - уравнение Пуассона
20. Идеальный газ и его свойства. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение МКТ(без вывода). Идеальный газ - это газ, для которого: собственный объем его молекул пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда; между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия; столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие. Для многих реальных газов модель идеального газа хорошо описывает их макро свойства. Функциональная связь между давлением, объемом и температурой называется уравнением состояния. Для идеального газа, используя законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Авогадро, можно получить: уравнение Клапейрона-Менделеева для одного моля газа pVm = RT, где R = 8.31 Дж/моль.К - газовая постоянная (она находится после подстановки в последнее уравнение нормальных условий) уравнение Клапейрона-Менделеева для произвольной массы газа pV =(m/M)RT = RT, где М - масса одного моля (молярная масса), = m/M - количество вещества.
Можно ввести постоянную Больцмана k = R/NA = 1.38.10-23 Дж/К и тогда уравнение Клапейрона-Менделеева имеет вид p = nkT, где n = NA/Vm - число молекул в единице объема (концентрация молекул), т.е. при одинаковых температуре и давлении все газы содержат в единице объема одинаковое число молекул (в 1 м3 при нормальных условиях содержится NL = 2.68.1025 молекул - число Лошмидта). Основное уравнение МКТ:
21. Внутренняя энергия идеального газа и способы её изменения (теплообмен, работа). Внутренняя энергияU - энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер и т.д.) и энергия взаимодействия этих частиц. К внутренней энергии не относится кинетическая энергия движения системы как целого и потенциальная энергия системы во внешних полях. Внутренняя энергия - однозначная функция термодинамического состояния системы, т.е. в каждом состоянии система обладает вполне определенной (единственной) энергией. Внутренняя энергия не зависит от того, как система пришла в данное состояние: при переходе из состояния (1) в состояние (2) изменение внутренней энергии U определяется только разностью значений внутренней энергии этих состояний U = U1 - U2 и не зависит от пути перехода. Число степеней свободы системы i - это число независимых переменных (координат) Средняя энергия движения одной молекулы равна Для любой массы m газа, т.е. для любого числа киломолей внутренняя энергия
Из этого выражения следует, что внутренняя энергия является однозначной функцией состояния и, следовательно, при совершении системой любого процесса, в результате которого система возвращается в исходное состояние, полное изменение внутренней энергии равно нулю. Математически это записывается в виде тождества U=Q-A 22. 1-ое начало термодинамики. Частные случаи для 4 процессов (изопроцессы +адиаб.) Внутренняя энергия идеального газа может изменяться либо в результате совершения над системой работы, либо сообщением ей теплоты. Иными словами, имеются две формы передачи энергии от одних тел к другим: работа и теплота. Энергия механического движения может превращаться в энергию теплового движения, и наоборот. При этих превращениях соблюдается закон сохранения энергии: теплота Q, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии U и на совершение ею работы А против внешних сила (первое начало термодинамики)
Q = U + A, где U - изменение внутренней энергии системы, Q - количество полученной системой теплоты (считается, что Q > 0, если теплота подводится к системе, и Q < 0, если система отдает теплоту), А - работа системы над внешней средой (считается, что A>0, если система совершает ее против внешних сил и A<0, если над системой внешними силами совершается работа) Первое начало термодинамики формулируют еще и так: нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал бы работу большую, чем та энергия, которая подводится к двигателю извне Изохорный процесс (V = const) Диаграмма изохорного процесса (изохора) в координатах p-V изображается прямой, параллельной оси p (рис.3) (процесс 1®2 отражает изохорное нагревание, а процесс 1®3 отражает изохорное охлаждение). При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами A = pdV = 0 и вся теплота, сообщаемая газу (или отбираемая от газа), идет на увеличение (уменьшение) его внутренней энергии, так что первое начало имеет вид Q = dU = (m/M)CVdT или для 1 моль dUm = CVdT При изобарном нагревании газа 1®2 поступаемая теплота идет на возрастание внутренней энергии и совершение работы расширения газа (т.к. постоянство давления обеспечивается увеличением объема газа). При изобарном охлаждении 1®3 от газа отбирается теплота и это приводит к уменьшению его внутренней энергии, причем часть отбираемой теплоты идет на совершение работы по сжатию газа (т.к. постоянство давления обеспечивается уменьшением объема газа). Если газу массы m в изобарном процессе сообщить (отобрать) количество теплоты Q = (m/M)CpdT, то его внутренняя энергия возрастет (уменьшится) на величину dU = (m/M)CVdT,и газ совершит работу (над газом будет совершена работа) A12 = (m/M)R(T2 - T1), A13 = (m/M)R(T3 - Т1), работа A12 показана на рис.4 светло-закрашенным прямоугольником (она положительная, т.к. совершается газом над внешними силами), а работа A13 показана на рис.4 темнозакрашенным прямоугольником (она отрицательная, т.к. совершается внешними силами над газом). Изотермический процес с описывается законом Бойля-Мариотта (pV = const), диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах p-V представляет собой гиперболу (рис.5). На рис.5 процесс 1®2 отражает изотермическое расширение газа, а процесс 1®3 отражает изотермическое сжатие газа. Изотермическими являются процессы кипения, плавления, конденсации, происходящие при постоянном внешнем давлении. При T = const внутренняя энергия системы не изменяется dU = (m/M)CVdT = 0 и первое начало запишется Q = A, т.е. вся теплота, сообщаемая газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил. Адиабатический процесс - это процесс, при котором отсутствует теплообмен ( Q=0 ) между системой и окружающей средой. Адиабатическими являются все быстропротекающие процессы
Первое начало для адиабатического процесса A =-dU, т.е. при адиабатическом процессе работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы: если газ совершает работу над внешними силами, то его внутренняя энергия уменьшается, если над газом внешние силы совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-12; просмотров: 1783; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.70.132 (0.009 с.) |