48. Работа в термодинамике. Уравнение состояния вещества. Уравнение Клапейрона- Менделеева. Газовые законы. Первое начало термодинамики.

Существует некая функциональная взаимосвязь между термодинамическим сост. системы и эта функция - Уравнение состояния системы Р=f(T,V). Для рассмотрения системы необходимо оговорить пределы допустимых изменений параметров. Газы, которые находятся при н.у., могут быть описаны функцией состояния, которая может быть записана: – Уравнение состояния газа полученное в результате анализа экспериментальных данных Клапейрона 1804. – Уравнение Клапейрона-Менделеева (Ур-е состояния идеального газа)

Состояние системы можно изменить 2 способами: 1. Совершить некую работу над системой или предоставить системе возможность самой совершить работу.

2.Осуществить теплообмен системы с внешними телами.

К оличество энергии, переданное сист. в процессе работы, называется количеством выполненной работы. -Если работа совершается системой, то А « ̶ »

-Если работа совершается над системой, то А « + »

-Если теплота отдаётся системой, то её внутренняя энергия уменьшается Q« ̶ »

-Если теплота сообщается, то энергия этих тел увеличивается Q « + »

Работа в термодинамике определяется по формуле

A=F*l ; F=pS ⇒ A=pSl

A=p(V₂-V₁); A=P∆V, если ∆V=0 то работы нет, есть только теплопередача.

Законы идеального газа. Закон Бойля-Мариотта. Для фиксированной массы газа при постоянной температуре произведение давления на объём газа есть величина постоянная (PV=const при фиксированных значениях массы m и температуры Т) Закон Гей-Люссака. Для фиксированной массы газа при постоянном давлении объём газа прямо пропорционален его абсолютной температуре Т (V=V₀T/T₀=V₀(1+αt) при фиксированных значениях массы m и давления P) Закон Шарля. Для фиксированной массы газа при постоянном объёме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре Т (P=P₀T/T₀=P₀(1+αt) при фиксированных значениях массы m и давления V). α=1/T₀ коэффициент объёмного расширения газа. P₀ ,T₀ ,V₀ – при температуре t=0⁰C. В общем случае связь между величинами Р,Т,V описывается ур-ем Клапейрона-Менделеева

Закон Авогадро. В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (T,P) содержится одинаковое число молекул. Газы при низких температурах и высоких давлениях неидеальны и не подчиняются закону Авогадро.

Объединённый газовый закон. Для данной массы газа произведение давления на объём, делённое на абсолютную температуру, есть величина постоянная:PV/T=const Закон Дальтона. Давление смеси n идеальных газов равно сумме парциальных давлений, входящих в нее газов: P=P₁+P₂+…+P_n. Парциальным называется такое давление P_i , которое оказала бы одна i–я компонента смеси, если бы она занимала весь объём V сосуда, заполненного смесью газов(I=1,2,…,n).

Первое начало термодинамики.

По существу 1 начало термодинамики – это ещё один вариант закона сохранения энергии, применительно к тепловым процессам. Виды формулировок: 1) Количество теплоты Q, которая сообщается системе, идёт на приращение её внутренней энергии ∆U и на совершение системой работы над внешними телами А. Q=∆U+A

В дифференциальной форме: δQ=dU+δA (U – функция, Q и A –функции процесса, поэтому нельзя говорить об их приращ.)

2) Невозможно создать тепловой двигатель 1-го рода, который мог бы совершать работу, не заимствуя энергию у внешних тел.

Тепловой двигатель – это система, которая периодически повторяет круговой процесс, в результате которого теплота Q превращается в работу А. Для периодических или циклических процессов: ∆U=0.