Теплоёмкость идеального газа.

Если в результате теплообмена телу передаётся некоторое количество теплоты, то внутренняя энергия тела и его температура меняются. Количество теплоты, необходимое для нагревания одного килограмма вещества на один градус кельвина называется удельной теплоёмкостью вещества.

Теплоёмкость газа не является однозначной его характеристикой, т. к. первый закон термодинамики. (Поскольку внутренняя энергия тела зависит не только от полученного кол. теплоты, но и от совершённой работы).

При нагревании жидких и твёрдых тел их объём практически не меняется (работа = 0), поэтому всё кол. теплоты, полученной телом идёт на изменение его внутренней энергии. Газ способен совершать работу, поэтому обычно рассматриваются два значения теплоёмкости газов: молярная теплоёмкость в изохорном процессе и молярная теплоёмкость в изобарном процессе.

Соотношение, выражающее связь между молярными теплоёмкостями C_p и C_v можно получить из основного уравнения МКТ и получить: C_p = C_v + R формула Мейера.

Термодинамические процессы, в которых теплоёмкость газа остаётся неизменной, называют политропическими.

См. тетрадь. Эта теплоёмкость подтверждается с газами, состоящими из одноатомных молекул, однако для двухатомных и многоатомных молекул это соотношение не совпадает с экспериментальными данными, потому что для двух и многоатомных молекул средняя кинетическая энергия складывается из поступательного движения и вращательного движения молекулы.

Молекула двухатомного вещества может совершать пять независимых движений: три поступательных (вдоль x, y, z) и два вращательных, относительно x и y. Вращение вокруг z, на которой лежат центры обоих атомов может быть возбуждено только при очень больших температурах. Каждое независимое движение называется степенью свободы. Таким образом одноатомная имеет три степени свободы, двухатомная – пять, многоатомная – шесть (три поступательных и три вращательных).

Терема о равномерном распределении энергии по степеням свободы: если система молекул находится в тепловом равновесии при температуре t, то средняя кинетическая энергия равномерно распределена между всеми степенями свободы и для каждой равна = ½ kT.

Для твёрдых веществ C = 3R = 25 Дж/кг*к -- молярная теплоёмкость (Дюлёнга – Пти).

Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы.

Фаза – равновесное состояние вещества, отличающееся по физическим свойствам от других возможных равновесных состояний одного и того же вещества.

Если система является однокомпонентной, то понятие фазы совпадает с понятием агрегатного состояния вещества.

Агрегатное состояние вещества зависит от температуры и давления.

Фазовые переходы.

1. Плавление: из твёрдого в жидкое.

2. Кристаллизация: из жидкого в газ.

3. Сублимация: из твёрдого в газ.

4. Конденсация: из газа в жидкое или твёрдое.

5. Испарение: из жидкого в газ.

Все фазовые переходы сопровождаются выделением или поглощением некоторого количества теплоты.