🗊Презентация Основы термодинамики

1.1 Внутренняя энергия термодинамической системы.

3) Внутренняя энергия является функцией состояния системы. (Функция состояния – это функция, приращение которой не зависит от пути перехода системы из начального в конечное состояние, а зависит только от этих состояний. Малое приращение такой функции является полным дифференциалом).

Подставив в это выражение , получим: (1.1) Как видно из (1.1), внутренняя энергия идеального газа для постоянного количества молей зависит только от одного параметра – его абсолютной температуры: U = U(T). Это обстоятельство служит основой для выбора начала отсчета внутренней энергии. Принято считать, что внутренняя энергия идеального газа равна нулю, когда ее абсолютная температура равна нулю. Тогда согласно выражению (1.1), постоянное слагаемое U0 так же равно нулю.

Геометрическая интерпретация работы представлена на рис.3 в координатах P-V. Площадь криволинейной трапеции, ограниченная сверху кривой процесса 1-2 на диаграмме P-V численно равна работе , совершаемой системой при переходе из состояния 1 в состояние 2 или наоборот, из 2 в 1. Величина работы зависит от пути перехода из 1 в 2, поэтому элементарная работа δА не является полным дифференциалом. Соответственно макроскопическая работа не является функцией состояния системы.

1.3. Количество теплоты. Обмен энергией между системой и внешней средой может быть не связан с перемещением внешних тел и изменением объема системы, т.е. совершением работы. Обмен энергией может происходить путем передачи количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Количеством теплоты (теплотой) Q называется энергия, которая передается от одной термодинамической системы к другой при их непосредственном контакте или путем излучения при теплообмене. Теплообмен и работа есть формы передачи энергии, часто обе формы существуют одновременно. Теплота как и работа не является функцией состояния системы. Теплота, получаемая телом, считается положительной, отдаваемая телом – отрицательной.

1.4.. Первое начало термодинамики (Закон сохранения и превращения энергии применительно к тепловым процессам).

Если система, например, рабочее тело тепловой машины, совершает круговой процесс , то

1.6 Теплоемкость системы. Классическая теория теплоемкости и ее ограниченность. Теплоемкостью системы называется величина, равная количеству теплоты , которое надо сообщить этой системе, чтобы повысить его температуру на один градус. (1.10) где -изменение температуры системы. Измеряется в Дж/К.

Из (1.11) и (1.12) следует

3) Изобарический процесс. P=const.

Отношение теплоемкостей (1.19) называется показателем адиабаты, характерной для каждого газа величиной, зависящей только от числа степеней свободы молекулы.

Вычислим работу, совершаемую идеальным газом при адиабатическом процессе.