Применение ПНТ к изопроцессам
Изотермический процесс (Т=const; m=const). При изотермическом процессе изменяющиеся параметры p и V связаны законом Бойля – Мариотта: Так как Т=const, то и внутренняя энергия газа в этом процессе остается неизменной: dU=0 или ΔU=0. Следовательно ПНТ для изотермического процесса имеет вид: Т.е. подводимое количество теплоты идет на совершение газом внешней работы. Найдем работу совершаемую газом в изотермическом процессе: Давление р выразим из уравнения Менделеева–Клайперона: Или
Подставим полученную формулу в выражение для работы, совершаемым ИГ при расширении от объема V1 до объема V2:
Проинтегрируем полученное уравнение: Получим:
Графически работа при изотермическом процессе определяется площадью заштрихованной на рисунке фигуры. При изотермическом процессе изменение теплоты отлично от нуля, а изменение температуры равно нулю, то теплоемкость в данном процессе: Изохорический процесс (V=const; m=const). При изохорическом процессе изменяются параметры p и Т, которые связаны законом Шарля:
Из графика видно, что для изохорного процесса δА=0 и, следовательно, ПНТ для изохорического процесса имеет вид: Молярная теплоемкость при изохорном процессе для ИГ определяется по формуле:
Удельная теплоемкость при изохорном процессе для ИГ определяется по формуле:
Изобарический процесс (р=const; m=const). При изобарическом процессе изменяются параметры V и Т, которые связаны законом Гей-Люссака :
ПНТ для изобарного процесса имеет вид: Молярная теплоемкость при изобарном процессе для ИГ определяется по формуле:
Удельная теплоемкость при изохорном процессе для ИГ определяется по формуле:
Работа совершаемая при изобарном процессе, определяется по формуле: 34. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Понятие о политропном поцессе. Адиабатический процесс (Q=0; m=const). Адиабатический процесс– это процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Для получения адиабатического процесса используют два способа: 1) поместить термодинамическую систему в теплонепроницаемую оболочку; 2) сделать процесс настолько быстрым, что теплообмен просто не успевает совершиться. Примерами первого способа является принцип действия обычного термоса, второго способа – работа дизельного двигателя (за счет быстрого сжатия горючей смеси она воспламеняется). Адиабата всегда круче изотермы.
ПНТ для адиабатного процесса имеет вид: т.е. работа совершается за счет убыли внутренней энергии. Так как при этом ИГ меняет свою температуру без подведения количество теплоты, то теплоемкость ИГ при адиабатном процессе равна нулю:
Адиабатный процесс называют изоэнтропийным (S=const, постоянная энтропия). При адиабатном процессе изменяются все три параметра состояния (давление, температура и объем). Используя ПНТ для адиабатного процесса и уравнение состояния ИГ, установим связь между этими параметрами состояния термодинамической системы (попарно). Найдем полный дифференциал от основного уравнения состояния идеального газа:
Отсюда:
Подставим в ПНТ для адиабатного процесса, получим:
Получаем: Разделим переменные выражение на pVCmV, получим Проинтегрируем полученное выражение:
Уравнение адиабатного процесса: g- показатель адиабаты (коэффициент Пуассона). где , а , .
При помощи основного уравнения состояния идеального газа можно получить уравнение адиабатического процесса и через другие основные параметры состояния.
dQ = dU + dA = 0 Будем обозначать адиабатический процесс с индексом S: dUS = nCmVdT DUS = nCmVDT dAS = - dUS = - nCmVdT AS = - nCmVDT Получим более удобное для практических вычислений выражение для работы газа при адиабатическом процессе. CmV = Cmp – R = gCmV – R gCmV – CmV = R
Из уравнения Пуассона: Работа при адиабатическом процессе:
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1092)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |