15.I начало термодинамики в изохорическом процессе.
I начало ТД для
изохорического процесса: количество
теплоты, передаваемое системе, идет на
изменение внутренней энергии системы.
С учетом теплоемкости выглядит так:
.
Изменение внутренней
энергии одного моля идеального газа, с
учетом молярной теплоемкости и
калорического уравнения состояния
.
Для
молей вещества
.
16.Изобарический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
Изобарический процесс - процесс, происходящий при постоянном давлении.
Для изобарического
процесса объем и температура связаны
между собой законом Гей-Люссака
,
где
- термический коэффициент объемного
расширения,
- температура в градусах Цельсия.
Э
то
уравнение на диаграмме состояний в
-координатах
представляет собой прямую параллельную
оси
,
а на диаграмме в
-координатах
представляет собой прямую, как бы
выходящую из начала координат. В общем
случае при
закон не выполняется, т.к. газы переходит
в жидкое состояние (за исключением
гелия). Если температуру будем откладывать
в Цельсиях, то изохора как бы пересечет
ось
температур в точке
.
Аналогично уравнению изохорического
процесса, закон Гей-Люссака имеет и
другой более удобный вид: 
.
П
ри
изменении состояния идеального газа
с
на состояние
согласно закону Гей-Люссака получим
уравнение процесса
,
связывающее параметры начального и
конечного состояния идеального газа.
Для этого процесса
.
Система совершает работу при расширении
от объема
до объема
,
температура системы соответственно
изменяется от
до
графически эту работу можно представить,
как площадь под графиком процесса в
-координатах.
Вычислим интеграл и получим выражение
для работы:
.
Выразим работу
через изменение температуры. Запишем
систему из уравнений состояния моля
идеального газа и:
,
отнимем от второго уравнения первое
,
отсюда получим
.
Для
молей вещества:
Изменение внутренней
энергии в этом процессе
.
Для молей вещества .
17. I начало термодинамики в изобарическом процессе.
I начало ТД для изобарического процесса: количество теплоты, передаваемое системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы. В дифференциальной форме для одного моля с учетом теплоемкости:
.
18.Изотермический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
Изотермический процесс - процесс, происходящий при постоянной температуре.
Изотермический процесс можно осуществить, поместив систему, сосуд с поршнем, в термостат. Термостат – тело с настолько большой теплоемкостью , что его температура при теплообмене с какой-либо системой не меняется. Когда говорят о системе помещенной в термостат, то имеют в виду систему, в которой при всех происходящих в ней процессах (расширение, намагничивание и т.д.) температура поддерживается постоянной.
Если в этих условиях перемещать поршень вниз, то под действием внешней силы газ будет сжиматься, и работу будет совершать внешняя сила. Если газ будет расширяться, то поршень будет перемещаться вверх, и работу будет совершать газ.
Для реализации
условий
изменения
должна происходить
- медленно.
У
равнение
изотермического процесса – это уравнение
Бойля-Мариотта.
Уравнение изотермы
на диаграмме состояний в
-координатах
представляет собой гиперболу, положение
которой зависит от
.
Если газ переходит из состояния
в состояние
,
то уравнение состояния выглядит так
или
.
Система совершает
работу при расширении от объема
до объема
,
давление в системе соответственно
изменяется от
до
,
графически эту работу можно представить,
как площадь под графиком изотермы в
-координатах.
Вычислим интеграл и получим выражение
для работы одного моля газа:
.
При вычислении
учли, что давление и объем связаны
уравнением состояния
,
если учтем уравнение процесса, то получим
другое выражение
.
Для
молей идеального газа
Для изотермического
процесса
изменение внутренней энергии равно
нулю.