Основы термодинамики: внутренняя энергия, число степеней свободы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
Внутренняя энергия – энергия хаотичного движения молекул и энергия взаимодействия этих частиц. Число степеней свободы - наименьшее число независимых координат, определяющих положение и конфигурацию молекулы в пространстве. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул можно сформулировать следующим образом: статистически в среднем на каждую степень свободы молекул приходится одинаковая энергия. Поступательное движение молекул характеризуется средней кинетической энергией, равной . Так как поступательному движению соответствует 3 степени свободы, то в среднем на одну степень свободы движения молекул приходится энергия В однородном газе, молекулы которого имеют любое число степеней свободы i, каждая молекула в среднем обладает энергией движения, равной Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении его объёма. Теплоёмкость газа. Превращение энергии. Идёт на изменение энергии U и совершение работы A: Работа газа при изменении его объёма:
Площадь под графиком с осями P, V пропорциональна работе газа. Теплоёмкость – количество теплоты, переданной системе. (удельная теплоёмкость тела) Теплоёмкость при постоянном объёме: V=const (A=0) Теплоёмкость при постоянном давлении: P=const ⇒ PdV=νRdT ⇒ (уравнение Майера)
Первое начало термодинамики. Применения первого начала термодинамики к изопроцессам. Изохорный процесс: V=const, dV=0, dA=PdV=0 ⇒ Первое начало: dQ=dU=CVνdT Изобарный процесс: P=const Первое начало: dQ=dU+dA R=A/νdT (универсальная газовая постоянная) Изотермический процесс: T=const Первое начало: dQ=dA Адиабадный процесс: Процесс при котором отсутствует теплообмен, т.е. dQ=0. Первое начало: dU+dA=0 dA=-dU (показатель адиабаты, или коэффициент Пуассона) PVγ=const Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Вальса. Термическим уравнением состояния (или, часто, просто уравнением состояния) называется связь между давлением, объёмом и температурой. Для одного моля газа Ван-дер-Ваальса оно имеет вид: где
Видно, что это уравнение фактически является уравнением состояния идеального газа с двумя поправками. Поправка a учитывает силы притяжения между молекулами (давление на стенку уменьшается, т.к. есть силы, втягивающие молекулы приграничного слоя внутрь), поправка b — силы отталкивания (из общего объёма вычитаем объём, занимаемый молекулами). Для ν молей газа Ван-дер-Ваальса уравнение состояния выглядит так:
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (934)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |