Билет №12 - Газовые законы.

С помощью уравнения Клапейрона можно исследовать процессы, в которых масса газа и один из трёх макроскопических параметров постоянны. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров называют изопроцессами. Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при неизменной температуре называют изотермическим. pV=const при T=const - закон Бойля-Мариотта. Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при неизменном давлении называют изобарным. =const при p=const - закон Гей-Люссака. График - изобара. Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при неизменном объёме называют изохорным. =const при V=const - закон Шарля. График - изохора.

Билет №13 - Внутренняя энергия.

Кроме механической энергии все макроскопические тела обладают ещё и внутренней энергией. Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) относительно центра масс тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел). Внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией движущихся частиц, так как Еп=0. Е= одного атома, число атомов N=. U=. Na*k=R (универсальная газовая постоянная). U=. U=. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре U~T, массе U~m, и обратно пропорциональна молярной массе U~. Внутренняя энергия макроскопических тел определяется однозначно параметрами, характеризующими состояние этих тел: T и V.

Билет №14 - Работа, необходимая для изменения состояния газа.

При совершении работы газом или над газом его внутренняя энергия изменяется, так как происходит сжатие и при упругих соударениях молекул газа с движущимся поршнем, изменяется их кинетическая энергия и изменяется состояние газа. 1)h=h-h=-( h-h). 2)h= h-h. F`=F - третий закон Ньютона. A=F*S*cos. A - работа над газом, A`- работа газа. A`=F`*h=pS ( h-h)=p*V. 1) Если работа совершается над газом, то h<0, V<0, значит A`<0, A>0. 2) Если работу совершает газ, то h>0, V>0, значит A`>0, A<0. Работа газа A` на графике зависимости давления газа от объёма равна площади фигуры ABCD.

Билет №16 - Первый закон термодинамики. Применение его к законам и различным процессам.

В 19 веке немецким учёным Майером был открыт закон сохранения энергии. Формулировка его звучит так: Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую. Закон сохранения и превращения энергии, распространённый на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики. В термодинамике рассматриваются тела, механическая энергия которых не изменяются, а за счёт совершения работы и передачи теплоты изменяется внутренняя энергия. Таким образом, изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. U=A+Q. В изолированной системе A=0 и Q=0, значит U=U-U=0. U=U. Первый закон термодинамики можно записать так: Q=U+A`. Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними силами. Работа и количество теплоты не содержатся в теле. Они лишь характеризуют процесс изменения его внутренней энергии. Рассмотрим применение первого закона к изопроцессам, если система тел - идеальный газ. 1) Изотермический процесс - T=const, T=0, U==0, Q=A`. Если Q>0, то A`>0; если Q<0, то A`<0. 2) Изохорный процесс - V=const, V=0, значит A`=pV=0, значит Q=U. Если Q>0, то U>0; если Q<0, то U<0. 3) Изобарный процесс - p=const, P=0, Q=U+A`, значит Q>0, A`>0, U>0 или Q<0, A`<0, U<0. 4) Адиабатный процесс (процесс, происходящий в теплоизолированной системе) - Q=0, U=A или A`=- U. Если U>0, то A>0; если U<0, то A<0.

Билет №17 - Второй закон термодинамики. Необратимость процессов в природе.

Невозможно перевести теплоту от более холодной системе к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах - так сформулировал второй закон термодинамики немецкий учёный Клаузиус. Важность этого закона состоит в том, что из него можно вывести заключение о необратимости не только процесса теплопередачи, но и всех процессов в природе. Необратимыми называются такие процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном определённом направлении, в обратном направлении они могут протекать только как одно из звеньев более сложного процесса. Так, если мячик падает, то его механическая энергия при приземлении переходит во внутреннюю энергию поверхности и мячика, но мячик, лежащий на поверхности не может взлететь только за счёт внутренней энергии. Это противоречит второму закону термодинамики.