18) Основные понятия термодинамики: система, параметры состояния, состояние, процесс, графическое изображение процессов, внутренняя энергия, идеальный газ, уравнение состояния, теплоемкость.
Систе́ма множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ - физические величины, имеющие объективную меру и характеризующие макроскопическое состояние системы: давление, температура, плотность, концентрации компонентов, магнитная индукция и т. п.
Состоя́ние — абстрактный термин, обозначающий множество стабильных значений переменных параметров объекта.
Вну́тренняя
эне́ргия
тела это сумма энергий молекулярных
взаимодействий и тепловых движений
молекулы. Внутреннюю энергию тела нельзя
измерить напрямую. Можно определить
только изменение внутренней энергии:
Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания,
Уравне́ние состоя́ния — уравнение, связывающее между собой термодинамические) параметры системы, такие, как температура, давление, объём, химический потенциал и др.
Термическое уравнение состояния
Термическое
уравнение состояния связывает
макроскопические параметры системы.
Калорическое уравнение состояния
Калорическое
уравнение состояния показывает, как
внутренняя энергия выражается через
давление, объем и температуру.
Каноническое уравнение состояния
(для
внутренней энергии),
(для
энтальпии),
(для
энергии Гельмгольца),
(для
потенциала Гиббса).
Теплоёмкость тела физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
19) Первое начало термодинамики. С вязь между удельными и молярными теплоемкостями.
или
(1)Уравнение
(1) выражает первое
начало термодинамики:
теплота, сообщаемая системе, расходуется
на изменение ее внутренней энергии и
на совершение ею работы против внешних
сил. Выражение (1) в дифференциальной
форме будет иметь вид
или
в более корректной форме
(2)где
dU — бесконечно малое изменение
(приращение) внутренней энергии системы,
δA — элементарная работа, δQ — бесконечно
малое количество теплоты. В этом выражении
dU является полным дифференциалом, а δA
и δQ таковыми не являются. В дальнейшем
будем использовать запись первого
начала термодинамики в форме (2).
Из
формулы (1) мы видим, что в СИ количество
теплоты выражается в тех же единицах,
что работа и энергия, т. е. в джоулях
(Дж).
Если система периодически
возвращается в первоначальное состояние,
то изменение ее внутренней энергии
равно нулю: ΔU=0. Тогда, согласно первому
началу термодинамики,
20) Работа расширения идеального газа в изопроцессах.
Первый
закон термодинамики (закон сохранения
энергии для тепловых процессов) определяет
количественное соотношение между
изменением внутренней энергии системы
дельта U, количеством теплоты Q, подведенным
к ней, и суммарной работой внешних сил
A, действующих на систему.Первый закон
термодинамики - Изменение внутренней
энергии системы при ее переходе из
одного состояния в другое равно сумме
количества теплоты, подведенного к
системе извне, и работы внешних сил,
действующих на нее:
Первый
закон термодинамики - количество теплоты,
подведенное к системе, идет на изменение
ее внутренней энергии и на совершение
системой работы над внешними телами:
Частные
случаи первого закона термодинамики
для изопроцессовПри изохорном процессе
объем газа остается постоянным, поэтому
газ не совершает работу. Изменение
внутренней энергии газа происходит
благодаря теплообмену с окружающими
телами:
При
изотермическом процессе количество
теплоты, переданное газу от нагревателя,
полностью расходуется на совершение
работы:Q=A'При изобарном расширении газа
подведенное к нему количество теплоты
расходуется как на увеличение его
внутренней энергии и на совершение
работы газом:
Адиабатный
процесс - термодинамический процесс в
теплоизолированной системе.