Вопрос 13. Первое начало термодинамики в аналитической форме.
Удельная внутренняя энергия и энтальпия простого тела однозначно определяются двумя независимыми переменными: u=f(T,v); h=f(T,p).
Изменения внутренней энергии и энтальпии простого тела, как функций состояния, в элементарных процессах определяются соотношениями
;
(1)
.
(2)
Для
изохорного процесса (
)
частная производная внутренней энергии
по температуре равна истинной изохорной
теплоемкости
,
(3). А для изобарного процесса (
)
частная производная энтальпии по
температуре равна истинной изобарной
теплоемкости
.
(4)
В
результате подстановки выражений (1) и
(2) в уравнение
и разделения переменных получим:
.
(5)
Данное соотношение (5) называется первым началом термодинамики для простых тел в аналитической форме. ________________________________________________________
Вопрос 14. Первое начало термодинамики для идеального газа.
Идеальный
газ
– система, которая подчиняется уравнению
Менделеева-Клаперона:
и внутренняя энергия системы зависит
только от температуры
.
Первое
начало термодинамики для простого тела:
.
Для
идеального газа:
,
,
,
.
Получим:
Получили
закон Майера:
.
Универсальная
газовая постоянная
.
Разделим
первое начало термодинамики на
:
________________________________________________________
Вопрос 15. Принцип существования энтропии идеального газа.
Энтропия
- функция
состояния, полный дифференциал которой
равен элементарному количеству
подведенной или отведенной теплоты,
деленному на абсолютную температуру,
.
Используя уравнение Клайперона pv=RT,получим:
Если разделим обе части на Т,то получится
;
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) [Дж/(кг * K)] ________________________________________________________________________
Вопрос 16. Изобарный процесс изменения состояния простого тела. Уравнение процесса, изображение в координатах p-V, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
Если
,
то идёт процесс расширения.
Изобарный процесс.
Так
как
,
то
.
Для идеального газа:
Первое
начало термодинамики:
.
Для
идеального газа:
и
.
17. Изобарный процесс изменения состояния простого тела. Уравнение процесса, изображение в координатах “t-s”,связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
Простейшими процессами в термодинамике являются: изохорный(v=idem), изобарный (p=idem), изопотенциальный (pv=idem)
Обобщающим выражением этих простейших процессов является уравнение политропы с постоянным показателем
pvn=C=idem, где n-показатель политропы; С-постоянная
политропный процесс-это любой процесс,де одновременно могут изменяться все параметры рабочего тела(p,v,t),осуществляться подвод или отвод теплоты
Если dq > 0 , то идёт процесс расширения. n = 0 pv idem n = p = idem
Изобарный процесс (p=idem; dp=0) – процесс, в котором давление в системе остается постоянным.
S
под
графиком=
dq
работа количество теплоты
-
характеристика
процесса расширения(сжатия),определяемая
как соотношение конечного и начального
значений потенциальной функции pv