17)))))) Идеальный газ . Основное уравнение мкт идеального газа.

В основе МКТ лежит объяснение строения и свойств макроскопических тел в результате взаимодействия большого числа атомов молекул и ионов.

В основе МКТ лежат 3 положения:1. Все вещества состоят из мельчайших частиц – молекул; 2. Молекулы находятся в непрерывном хаотичном тепловом движении; 3. Между молекулами действуют силы, которые в зависимости от расстояния являются силами притяжения или отталкивания.

М – относительная атомная масса

1 моль – количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько в 0,012 кг углерода N_А = 6,02 * 10 ²³ 1/моль (число Авогадро) (постоянная)

Количество вещества – это число молей в данной порции вещества, которое равно отношению числа молекул в веществе к числу Авогадро:

Молярной массой называют массу некоторого количества вещества, взятого в количестве одного моля М = m_о N_A

m_o (масса одной молекулы)

m_o = m/N = m/V(ню)*N_А = М/ N_А

Идеальный газ —модель газа, которая по своим свойствам напом. реальные одноатомные газы, это модель газа потенциальной энергией молекул которого можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой упруги.

В модели идеального газа приняты следующие допущения:1. Размеры молекул малы по сравнению со средним расстоянием между ними, моле6кулы можно принимать за материальные точки; 2. Силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударении; 3. Молекулы сталкиваются друг с другом как абсолютно упругие шары, движение которых описывается законами механики.

Основное уравнение МКТ – уравнение Клаузиуса: p (давление) = 1/3nm <V²>

<V²> - средняя квадратичная скорость

n – концентрация = N/V = N/ℓS = (число мол.)/(объем) = (число мол.)/ (площадь осн. * высоту)

<E_к> = <mV²>/2 = m*<V²> /2 (кинетическая энергия)

p = (2/3)*n*<E_к>

При нормальных атмосферных условиях (н.у) :t = 0 ^oC ; p = 10⁵ Па; V = 22,4 * 10^-3 м³

Уравнение состояния идеального газа - формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Открыта Менделеевым из гипотезы Авогадро. Уравнение имеет вид:

R – универсальная газовая постоянная. R=8,31 Дж/моль*К

18)))) Внутренняя энергия. Колиество теплоты. Работа в термодинамике. Применение к изопроцессам.

Внутренняя энергия вещества – это сумма кин. энергии теплового хаотического движ. всех молекул и пот. энергии их взаимод. Внутренняя энергия является функцией состояния, т.е. данному состоянию газа соответствует вполне определённая внутренняя энергия.

Для идеального газа внутренняя энергия - это кинетическая энергия теплового движения всех молекул.

Д ля одноатомного идеального газа внутренняя энергия

Д ля двухатомного идеального газа внутренняя энергия(m-масса газа, M-молярная масса, T-температура, R=8,31 (Дж/моль * К)-унив. газовая постоянная)

Таким образом, внутренняя энергия зависит от температуры и числа молекул.

Изменить внутреннюю энергию можно: 1) путём совершения работы самой газовой системой или внешними силами над системой; 2) путём теплопередачи (теплообмена). Существует три вида теплообмена: 1) теплопроводность – процесс теплообмена при непосредственном контакте двух тел; 2) конвекция – перенос теплоты потоками жидкости или газа; 3) тепловое излучение – перенос теплоты посредством электромагнитных волн.

Работа газа (А) - одна из форм обмена энергией (наряду с теплотой) термодинамической системы (физ. тела) с окружающими телами. Определяется формулой А=Р V, где Р –давление газа, V=(V₂-V₁) – изменение объёма.

Чтобы рассчитать работу графически нужно взять точки 1,2,V₁ ,V₂

Газ выполняет работу только в процессе изменения своего объёма. При расширении V0 газ совершает положительную работу, а внешние силы А=-А отрицательную. При сжатии газа V0 газ совершает отрицательную работу, а внешние силы – положительную.

При изобарном процессе работа А= Р V;

При изохорическом работа А=0;

П ри изотермическом работа

Количество теплоты Q – это мера изменения внутренней энергии в процессе теплообмена. Если тело нагревается, то Q0, если тело охлаждается, то Q0.

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m от температуры Т₁ до температуры Т₂ рассчитывается по формуле

Q=cm(T₂-T₁)=cmT, где с – удельная теплоёмкость вещества.

Удельная теплоёмкость вещества с – это количество теплоты, которое необходимо сообщить телу массой 1 кг, чтобы нагреть на 1 К.

Первый закон термодинамики: количество теплоты в сообщенной системе расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой против внешних сил.

∆Q=∆ʊ+A

Изменение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей количества теплоты и работы, произведенной над системой внешними силами.

Применение к изопроцессам:

T=const	Q=A	При изотерм. пр. всё сообщённое системе кол-во теплоты расх. на сов. работы
P=const	Q=V+A	При изобарном процессе кол. тепл. в сообщ. системе расход. на изменение внутр. энергии и на сов. системой работы
V=const	Q=V	При изотерм. процессе всё сообщ. газу кол. теплоты расх. на имен. внутр. энергии.

Адиобатным наз. Процесс ,идущий без обмена теплотой между системой и окруж. средой.

Q=0 A= -V

При сов. системой работы адиабатного расширения, внутр. энергия убывает. Линия, изображающая адиабатный процесс на термодинамической диаграмме, называется адиабатой.

1- изотерма, 2-адиобата