Основы термодинамики Выполнила: Силина Н. А.

Термодинамическая система Термодинамическая система – система, состоящая из одного или нескольких макроскопических (т.е. состоящих из большого числа частиц) тел, которые могут обмениваться энергией друг с другом. Термодинамическая система называется изолированной, если обмен энергии с окружающими её телами невозможен.

Нулевой закон термодинамики Каково бы ни было начальное состояние тел изолированной термодинамической системы, в ней самопроизвольно установится состояние термодинамического равновесия. В этом состоянии температура во всех точках системы будет одинакова.

Внутренняя энергия Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической и потенциальной энергии всех частиц тела. Внутренняя энергия идеального газа равна суммарной кинетической энергии хаотического поступательного движения частиц идеального газа. U = N(ε 0 ) U = ۷N А (ε 0 ) U = 3/2 ۷RT U = 3/2 pV

Способы изменения внутренней энергии тела Два способа: 1)совершение над телом механической работы; 2)теплообмен с другими телами.

Работа газа в изобарном (p=const) процессе Работа газа в изобарном (p=const) процессе равна произведению давления на изменение объема газа: A = pV = p(V2 - V1), где V1 и V2 – начальный и конечный объемы газа соответственно. Если V2 > V1, то А > 0 – газ расширяется, совершая положительную работу. Если V2 < V1, то А < 0 – газ сжимается под действием внешних сил и совершает отрицательную работу. Работа внешних сил, совершенная над газом, равна по величине и противоположна по знаку работе газа: Авнеш = -А.

Теплообмен. Количество теплоты. Теплообмен – процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения механической работы. Количество теплоты Q – это энергия, переданная телу в процессе теплообмена. Ед. измерения Дж – джоуль. Процесс теплообмена необратим (самопроизвольно происходит одном направлении: от более нагретого - к менее нагретому.

Теплоемкость Теплоемкость тела показывает, какое количество теплоты необходимо сообщить телу для увлечения его температуры на 1 градус. Удельная теплоемкость вещества показывает, какое количество теплоты необходимо сообщить одному килограмму вещества для увлечения его температуры на 1 градус. С s = Q/ Т (Дж/К) с = Q/(m T)

Первый закон термодинамики Количество теплоты Q, сообщенное системе в результате теплообмена, расходуется на увеличение внутренней энергии U системы и на совершение системой работы А против внешних сил: Q= U + А Q= U + А

Первый закон термодинамики для изохорного процесса. V = const = = = => Q = U Переданное количество теплоты целиком расходуется на увеличение внутренней энергии (температуры) газа. Теплоемкость идеального одноатомного газа в изохорном процессе выражается формулами: Сv = 3/2R – молярная сv = 3R/2M - удельная

Первый закон термодинамики для изобарного процесса. p = const => Q= U + А Теплоемкость идеального одноатомного газа в изобарном процессе выражается формулами: С р = 5/2R – молярная с р = 5R/2M - удельная

Первый закон термодинамики для изотермического процесса. Т = const => Q = A Переданное количество теплоты расходуется на работу газа против внешних сил.

Адиабатный процесс Адиабатный процесс –процесс, протекающий в изолированной системе, то есть без теплообмена (Q = 0) с окружающей средой. Первый закон термодинамики имеет вид: А = -U. Уравнение состояния для адиабатного процесса (ур-е Пуассона): pVγ = const или TVγ-1 = const, где γ = Ср/С v – показатель адиабаты, для идеального однотомного аза равный 5/3, а для воздуха 1,4.

Тепловая машина Тепловая машина – это устройство для преобразования тепловой энергии в механическую работу. Тепловая машина представляет собой систему, состоящую из нагревателя, холодильника и рабочего тела. ŋ = А/Qн.100% = Qн - |Qх| / Qн.100%