Кроме того, теплоемкость зависит от способа подвода теплоты q к газу.

В зависимости от этого различают:

Теплоемкость газа при подводе теплоты к газу при его постоянном давлении (изобарная теплоемкость).

Теплоемкость газа при подводе теплоты к газу при его постоянном объеме (изохорная теплоемкость).

Отсюда- отсутствие изотермической и адиабатной теплоемкости.

Таким образом, в термодинамике используются следующие теплоемкости:

		Средняя	Истинная
Массовая	изобарная ()
	изохорная ()
Объемная	изобарная ()
	изохорная ()
Мольная	изобарная ()
	изохорная ()

 

2.2 Внутренняя энергия рабочего тела

 

Эту энергию можно представить как сумму отдельных видов энергий:

1) Кинетической энергии молекул (поступательного и вращательного движения молекул);

2) Колебательного движения атомов в самой молекуле;

Энергии электронов и т.д.

                             (2.9)

Кинетическая и колебательная энергии молекул являются функцией температуры (поскольку с повышением температуры интенсифицируется Броуновское движение молекул).

Значение кинетической энергии зависит от среднего расстояния между молекулами и, следовательно, от занимаемого газом объема V и давления газа , т.е. является функцией давления и объема:

                                                (2.10)

Величина  называется удельной внутренней энергией () и представляет собой внутреннюю энергию 1кг идеального газа.

Для идеального газа удельная внутренняя энергия определяется по формуле:

                                 (2.11)

Изменение внутренней энергии идеального газа для любого процесса (изобарного, изохорного и т.д.) определяется по формуле:

                                (2.12)

 

2.3 Энтальпия рабочего тела

 

В термодинамике важную роль играет сумма внутренней энергии системы U и произведения давления системы Р на ее объем V, называемая энтальпией и обозначаемая I:

                                (2.13)

Величина  называется удельной энтальпией () и представляет собой энтальпию 1кг идеального газа:

                                (2.14)

Удельную энтальпию идеального газа можно также определить по формуле:

                                  (2.15)

Таким образом, удельная энтальпия показывает, какое количество теплоты содержится в 1кг идеального газа (рабочего тела).

По аналогии с удельной внутренней энергией идеального газа, изменение удельной энтальпии идеального газа для любого процесса (изобарного, изохорного и т.д.) определяется по формуле:

                                 (2.16)

Как видно из формул для определения удельной внутренней энергии и удельной энтальпии идеального газа, в расчетах в основном пользуются средней теплоемкостью.

Лекция №3

 

3.1 Работа идеального газа

 

Пример (воздушный шарик, к которому подводится тепло, а не вдувается воздух).

Если бесконечно малое расширение рабочего тела за счет подвода к нему теплоты, происходит во внешней среде (например, в атмосферном воздухе), находящегося повсюду под одним и тем же давлением Р, то увеличение объема V рабочего тела на бесконечно малую величину dV сопровождается работой:

                                       (3.1)

которую совершает рабочее тело над окружающей средой и называется работой изменения объема (механическая работа).

Из этой формулы следует, что  и  всегда имеют одинаковые знаки:

1) если , то и , т.е. при расширении работа тела положительна, при этом рабочее тело само совершает работу;

2) если же , то и , т. е. при сжатии работа тела отрицательна; это означает, что не рабочее тело совершает работу, а на его сжатие затрачивается работа извне.

При изменении объема тела от значения объема  до значения  работа, совершаемая системой, будет равняться:

                                      (3.2)

Для 1кг газа:

                                        (3.3)

Это так называемая ”грязная” работа или работа ”брутто”.