16.Параметры состояния термодинамической системы (давление, температура, удельный объем).

Температура тел - определяет направление возможного самопроизвольного перехода тепла между телами.

Температура, выраженная по абсолютной шкале, называется абсолютной температурой.

Соотношение для перехода от градусов Цельсия к градусам Кельвина:

T [K] = t [º C] + 273.15

Давление - представляет собой силу, действующею по нормали к поверхности тела и отнесенную к единице площади этой поверхности.

Для измерения давления применяются различные единицы измерения. В стандартной системе измерения СИ единицей служит Паскаль (Па).

1 бар = 10⁵ Па

1 кг/см² (атмосфера) = 9.8067 10⁴ Па

1мм рт. ст (миллиметр ртутного столба) = 133 Па

1 мм вод. ст. (миллиметр водного столба) = 9.8067 Па

Плотность - отношение массы вещества к объему занимаемому эти веществом.

Удельный объем - величина обратная плотности т.е. отношения объема занятого веществом к его массе.

17.Энтальпия. Энтропия. Определение. Физический смысл. Размерность.

В прошлом столетии Гибсс ввел в практику тепловых расчетов новую функцию - энтальпию.

Энтальпия - это сумма внутренней энергии тела и произведения давления на объем.

I = U + PV, ккал / моль.

Где:

I - энтальпия; U - внутренней энергия; P - давление; V - объем.

Удельная энтальпия i это отношение энтальпии тела к его массе.

Удельная энтальпия это параметр состояния.

Значение удельной энтальпии пара и воды при определенном давлении и температуре можно найти в справочнике. Пользуясь этими данными, можно определить количество теплоты участвующее в процессе или работу процесса.

Энтропия - теплота q не является функцией состояния, количество теплоты выделившейся или поглотившейся в процессе зависит от самого процесса. Функцией состояния является энтропия обозначается S размерность Дж/К.

dS = dQ/T

dS - дифференциал энтропии; dQ - дифференциал теплоты; Т - абсолютная температура;

Удельная энтропия отношение энтропии тела к его массе. Удельная энтропия s является справочной величиной.

Удельная энтропия - функция состояния вещества, принимающая для каждого его состояния определенное значение:

s = f (Р, v, Т)

Понятие энтропии впервые было введено Клаузиусом в термодинамике в 1865 году для определения меры необратимого рассеивания энергии, меры отклонения реального процесса от идеального.

18.Политропный процесс. Частные случаи политропного процесса.

Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость c газа остаётся неизменной. Предельными частными явлениями политропного процесса являются изотермический процесс и адиабатный процесс. В случае идеального газа изобарный процесс и изохорный процесс также являются политропическими.

Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде:

pVn = const

где величина называется показателем политропы.

В зависимости от процесса можно определить значение n:

1. Изотермический процесс: n = 1, так как PV¹ = const, значит PV = const, значит T = const.

2. Изобарный процесс: n = 0, так как PV⁰ = P = const.

3. Адиабатный процесс: n = γ, это следует из уравнения Пуассона.

Здесь γ — показатель адиабаты.

4. Изохорный процесс: , так как , значит P1/P2 = (V2/V1)n, значит V2/V1 = (P1/P2)(1/n), значит, чтобы V2/V1 обратились в 1, n должна быть бесконечность.

Частные случаи политропных процессов

изобарный Р=const

n=0

Уравнение процесса

или

Теплоемкость

Изменение энтропии

Работа расширения

Количество теплоты

Изменение внутренней энергии

Изменение энтальпии

изотермический T=const

n=1

Уравнение процесса

Теплоемкость

Изменение энтропии

ds= q=l (согласно I закона ТД)

Работа расширения

19.Нагрев и охлаждение твердых тел.

Нагревание - процесс, при котором при подводе количества тепла Q температура вещества (твердого тела, жидкости или газа) линейно повышается (рис. 1). Количество тепла, необходимое для нагревания вещества массой m, определяется по формуле.

где t₁ и t₂ - начальная и конечная температуры нагрева;

с - удельная теплоемкость вещества.

Охлаждение - процесс, при котором при отводе количества тепла Q температура вещества линейно понижается (рис. 2).

В обоих случаях температура тела, либо повышается, либо понижается на градусов.

Из формулы (1) следует

Удельная теплоемкость вещества - величина, равная количеству тепла, необходимому для нагревания единицы массы вещества на один градус.

Удельная теплоемкость измеряется в (К - градус по шкале Кельвина). Значения С для различия веществ берут из таблицы 1.