Внутренняя энергия. Колиество теплоты. Работа в термодинамике. Применение к изопроцессам.

Внутренняя энергия вещества – это сумма кин. энергии теплового хаотического движ. всех молекул и пот. энергии их взаимод. Внутренняя энергия является функцией состояния, т.е. данному состоянию газа соответствует вполне определённая внутренняя энергия.

Для идеального газа внутренняя энергия - это кинетическая энергия теплового движения всех молекул.

Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия

Для двухатомного идеального газа внутренняя энергия(m-масса газа, M-молярная масса, T-температура, R=8,31 (Дж/моль * К)-унив. газовая постоянная)

Таким образом, внутренняя энергия зависит от температуры и числа молекул.

Изменить внутреннюю энергию можно: 1) путём совершения работы самой газовой системой или внешними силами над системой; 2) путём теплопередачи (теплообмена). Существует три вида теплообмена: 1) теплопроводность – процесс теплообмена при непосредственном контакте двух тел; 2) конвекция – перенос теплоты потоками жидкости или газа; 3) тепловое излучение – перенос теплоты посредством электромагнитных волн.

Работа газа (А) - одна из форм обмена энергией (наряду с теплотой) термодинамической системы (физ. тела) с окружающими телами. Определяется формулой А=Р DV, где Р –давление газа, DV=(V₂-V₁) – изменение объёма.

Чтобы рассчитать работу графически нужно взять точки 1,2,V₁ ,V₂

Газ выполняет работу только в процессе изменения своего объёма. При расширении DV>0 газ совершает положительную работу, а внешние силы А¢=-А отрицательную. При сжатии газа DV<0 газ совершает отрицательную работу, а внешние силы – положительную.

При изобарном процессе работа А= Р DV;

При изохорическом работа А=0;

При изотермическом работа

Количество теплоты Q – это мера изменения внутренней энергии в процессе теплообмена. Если тело нагревается, то Q>0, если тело охлаждается, то Q<0.

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m от температуры Т₁ до температуры Т₂ рассчитывается по формуле

Q=cm(T₂-T₁)=cmDT, где с – удельная теплоёмкость вещества.

Удельная теплоёмкость вещества с – это количество теплоты, которое необходимо сообщить телу массой 1 кг, чтобы нагреть на 1 К.

Первый закон термодинамики: количество теплоты в сообщенной системе расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой против внешних сил.

∆Q=∆ʊ+A

Изменение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей количества теплоты и работы, произведенной над системой внешними силами.

Применение к изопроцессам:

T=const	DQ=A	При изотерм. пр. всё сообщённое системе кол-во теплоты расх. на сов. работы
P=const	DQ=DV+A	При изобарном процессе кол. тепл. в сообщ. системе расход. на изменение внутр. энергии и на сов. системой работы
V=const	DQ=DV	При изотерм. процессе всё сообщ. газу кол. теплоты расх. на имен. внутр. энергии.

Адиобатным наз. Процесс,идущий без обмена теплотой между системой и окруж. средой.

DQ=0 A= -DV

При сов. системой работы адиабатного расширения, внутр. энергия убывает. Линия, изображающая адиабатный процесс на термодинамической диаграмме, называется адиабатой.

1- изотерма, 2-адиобата

Дата добавления: 2015-07-10