Работа газа при произвольном расширении

Произвольное расширение газа от объёма V ₁ до объёма V ₂ можно представить как совокупность бесконечно большого числа чередующихся изобарических и изохорических процессов. При изохорических процессах работа газа (поршень не движется). При изобарическом расширении работа газа на i -том участке . Суммарная работа , т. е. работа газа при произвольном расширении равна площади фигуры под соответствующим участком графика р (V).

Термодинамика

Термодинамика – раздел физики, в котором изучаются физические свойства макроскопических систем без учёта их внутреннего строения на основе анализа возможных в этих системах превращений энергии.

Термодинамическая система (ТДС) – совокупность тел и полей, которые могут обмениваться между собой и с внешней средой энергией и веществом.

Термодинамический процесс – любое изменение, происходящее в термодинамической системе.

Внутренняя энергия тел

Замкнутая система – система тел и полей, которая не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом.

Известно (гл. 2), что:

1) при тепловых явлениях более нагретые тела остывают, менее нагретые – нагреваются, т. е. тела обмениваются внутренней энергией;

2) внутреннюю энергию идеального газа определяют как сумму кинетической энергии всех его молекул.

· В жидкостях и твёрдых телах такое упрощение применять нельзя, и поэтому мы не можем определить их внутреннюю энергию. Однако, при рассмотрении тепловых явлений не так важно знать абсолютное значение внутренней энергии, как важно знать её изменение (разность между значениями в конце и в начале теплового процесса).

· Во внутреннюю энергию твёрдого тела не входит механическая (кинетическая и потенциальная) энергия этого тела относительно всех тел, находящихся вне его.

Теплообмен

Теплообмен (теплопередача) – обмен внутренней энергией без совершения механической работы.

Количество теплоты (Q) – энергия, переданная в результате теплообмена.

Пусть в результате теплообмена ТДС перешла из состояния с внутренней энергией в состояние с внутренней энергией . Тогда полагают, что она получила количество теплоты .

· Если при решении задач количество теплоты, полученное ТДС оказалось отрицательным (), то это означает,что направление теплопередачи противоположно начально избранному, т.е. ТДС не получила, а потеряла энергию .

· Из опытов известно, что количество теплоты Q, полученное телом при нагревании, пропорционально его массе m и изменению температуры D T. или .

· При и это означает, что тело остывает и отдает количество теплоты

Удельная теплоёмкость (с) – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К (1⁰С).

Уравнение теплового баланса

Из опытов известно, что если теплообмен происходит без потерь энергии и в нём участвуют несколько тел, то часть из них отдаёт энергию Q_отд, другая часть – получает Q_пол, причём – уравнение теплового баланса.

Горение

Опыт показывает, что при сгорании топлива массы m выделяется количество теплоты .

Удельная теплота сгорания (q) – количество теплоты, выделяемое при сгорании 1 кг топлива.

Парообразование

Парообразование – переход вещества из жидкого состояния в газообразное.

Опыт показывает, что для превращения жидкости массы m в пар требуется количество теплоты .

Удельная теплота парообразования (r) – количество теплоты, необходимое для превращения в пар 1 кг жидкости при постоянной температуре.

[ r ] = 1

· r зависит от температуры жидкости.

· Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое.

· При конденсации пара выделяется количество теплоты .

Плавление

Плавление – переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Опыт показывает, что для плавления твёрдого (кристаллического) вещества массы m при температуре плавления требуется затратить количество теплоты .

Удельная теплота плавления (l) – количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг вещества при температуре плавления.

· Отвердевание (кристаллизация) – переход вещества из жидкого состояния в твёрдое (кристаллическое).

· Плавление (отвердевание) происходит при постоянной температуре, равной температуре плавления. При этом вся получаемая (отдаваемая) веществом энергия идет на разрушение (восстановление) кристаллической решетки (п.4.6.3.).

· При отвердевании выделяется количество теплоты .

Удельная теплота кристаллизации (l) – количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации 1 кг вещества

3.1.6. Опыт Джоуля. Превращение механической
энергии в тепловую

Джеймс Джоуль (1818–1889, Англия) установил связь между изменением механической энергии замкнутой системы и теплотой, выделившейся в этой системе в процессе совершения механической работы.

Опыт Джоуля:

На блоках подвешены два груза одинаковой массы m. Опускаясь, грузы вращают лопасти, погруженные в ртуть. От трения ртуть в калориметре нагревается. Оказалось, что количество теплоты, выделенное при трении, равно механической работе, совершённой грузами, т. е. Q = A = 2 mg D h. Значит, механическаяэнергия может превращаться в тепловую (внутреннюю).

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: