25. Уравнение состояния идеального газа.

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, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.

Для описания состояния газа было получено уравнение состояния идеального газа, которое называется уравнением Менделеева-Клапейрона:

p*V = (m/M)*R*T,

где R = 8,31 Дж/(моль*К) — универсальная газовая постоянная.

26. Газовые законы для изопроцессов.

Изопроцессами называются такие изменения состояния газа, при которых изменяются лишь два параметра из пяти, входящих в уравнение состояния идеального газа.

Изотермический процесс: pV = const (температура остается постоянной; M, т = const) — закон Бойля-Мариотта

Изобарный процесс: V/T = const (давление остается постоянным; М, т = const) это закон Гей-Люссака.

Изохорный процесс: p/T = const (объем остается постоянным; M, m = const) это закон Шарля.

Адиабатный процесс – процесс, происходящий без теплообмена системы с окружающей средой: . 1 начало термодинамики: ; уравнение Пуассона: . Работа:

27. Работа газа.

Работа газа (при изобарном, изотермическом, адиобатном процессах)

dA=Fdh; dA=PSdh, Sdh=dV – объем цилиндра. частный дифференциал, зависит от процесса. Работа – процесс.

P=const (изобарный):

T=const (изотермический):

V=const (изохорный): А=0

Адиабатный:

28. Внутренняя энергия газа. Понятие степеней свободы.

Внутренняя энергия: ; произвольной массы газа:

Число степеней свободы – кол-во независимых величин, с помощью которых мб задано положение системы. Всего 6 степеней: 3 – поступательные и 3 вращательные. При упругой связи: 3 поступательные, 2 вращательные и 1 колебательную. Упруго связанные материальные точки: 3 степени свободы.

Закон равнораспределения: на каждую степень свободы молекулы проходится в среднем одинаковая кинетическая энергия, равная 1/2kT. Средняя энергия молекулы: . Внутренняя энергия:

29. Первое начало термодинамики.

Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы над внешними телами: Q = ΔU + A.

В изохорном процессе газ работы не совершает, и ΔU = Q. В изобарном процессе A = pΔV = p (V2 – V1). В изотермическом процессе ΔU = 0, и A = Q; вся теплота, переданная телу, идет на работу над внешними телами. Графически работа равна площади под кривой процесса на плоскости p, V.

Первое начало термодинамики для изохорного процесса.

Первое начало термодинамики для изобарного процесса.

Первое начало термодинамики для изотермического процесса.

Первое начало термодинамики для адиабатного процесса.

Адиабатным называется квазистатический процесс, при котором системе не передается тепло из окружающей среды: Q = 0. В адиабатном процессе вся работа совершается за счет внутренней энергии газа.

Кол-во теплоты, сообщенное системе идет на приращение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними силами (в интегральной форме): , в дифференциальной форме: состояние.