3.Понятие о термодинамическом процессе (тп). Равновесные и неравновесные процессы. Графическое изображение процессов.

ТП непрерывная последовательность изменения состояний термодинамической системы (рабочего тела).

Различают равновесные и неравновесные процессы.

Равновесным процессом называется термодинамический процесс, представляющий собой непрерывную последовательность равновесных состояний. В таком процессе физические параметры изменяются бесконечно медленно, так что система все время находится в равновесном состоянии. Кроме того, все части системы имеют одинаковые температуру и давление.

Неравновесным процессом называется термодинамический процесс, представляющий собой последовательность состояний, среди которых не все являются равновесными. В неравновесном процессе различные части системы имеют разные температуры, давления, плотности, концентрации.

Если термодинамическая система выведена из состояния равновесия и предоставлена сама себе, то через некоторый промежуток времени она снова придет в состояние равновесия.

p₁v₁=RT₁, p₂v₂=RT₂

1 – начальное, 2 – конечное состояние системы. Линия 1-2 изображает изменение параметров в процессе, называется кривой процесса.

1. Т=const – изотермический процесс – Изотерма

2. p=const

3. v=const

4. Ур-ие состояния идеального газа. Ур. Клайперона.

В конце 19в. рядом ученых было получено след. выраж. для 1го кг. газа при низких давлениях и невысоких температурах.

Pϑ=RT (1) для 1го кг газа

Pϑ=mRT (2) для 1го кг газа, с учетом ν=m∙ϑ

Pμϑ=R(Rμ)T ,(3) для 1го килломоля газа

Идеальный газ - газ строго подчиняющийся ур-ию (1), (2), (3). Сами ур-ния наз-ся ур-ия идеального газа или ур-ия Клайперона.

p, [Па]; Т, [К]; μϑ - мольный объем, [м3], [кмоль] ; ϑ, [м3/кг ]; m, [кг]

R- универсальная газ. пост., R(Rμ) = 8314,51 [Дж/кмоль ∙ К]

R – удельная газ.пост. R=R/μ=8314,51/μ [Дж/кмоль ∙ К].

НУ: t = 00C; р = 101,325 Па.

ν=m∙ϑ, m = P ν/ RT (4)

5. Теплоемкость - количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы нагреть его на 1 градус (1°С или 1К).    ,  [Дж / К]

в дифференц. форме , где — элементарное количество теплоты; — элементарное изменение температуры.

В зависимости от выбранной единицы в-ва различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.

Массовая теплоёмкость (С) — кол-во теплоты, которую необходимо подвести к единице массы тела (обычно 1 кг), чтобы нагреть его на 1 K, (Дж/кг К).

Объёмная теплоёмкость (С′) — кол-во теплоты, которую необходимо подвести к 1 м³ вещества, чтобы нагреть его на 1 K, (Дж/м³·К).

Молярная теплоёмкость (С_μ) — кол-во теплоты, которую необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на 1 K, (Дж/(моль·К)).

Теплоемкость не явл. пост., она изменяется с изменением температуры. Поэтому различают среднюю и истинную теплоемкости.

средняя тепл.: , t₁ – начальная температура, t₂ – конечная, Q_2-1 – тепло, подведенное к единице газа, в пр-се нагрева от t₁ к t₂.

истинная – отнош бесконечно малого кол-ва теплоты, подводимого к в-ву, к бесконечно малому изменению температуры:

В завис от характера пр-са подвода тела:

1) _v ,  (V=const) − изохорная теплоемкость

2) _p , (р=const) − изобарная теплоемкость

В адиабатном процессе теплоемкость равна нулю, а в изотермическом − стремится к бесконечности.

Теплоемкость зависит от температуры, если при нагревании тела от Т1 до Т2 оно получило количество теплоты Q, то теплоемкость тела будет численно равна:

Если при нагревании тела массой m от Т1 до Т2 получило количество теплоты Q, то теплоемкость в-ва равна: