Уравнение адиабаты идеального газа.

Для идеальных газов, чью теплоёмкость можно считать постоянной, в случае квазистатического процесса адиабата имеет простейший вид и определяется уравнение

где — его объём, — показатель адиабаты, и — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

 

Применение первого начала термодинамики к изопроиессам.

Изохорный процесс (V =const).

Тогда для произвольной массы газа получим

Изобарный процесс (p =const).

Изотермический процесс (T =const).

Энтропия.

Энтропи́я в статистической физике — меравероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния

где — приращение энтропии; — минимальная теплота, подведенная к системе; T — абсолютная температура процесса;

Второе начало термодинамики. Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему»

Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл.

Коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

1. Изотермическое расширение. В начале процесса рабочее тело имеет температуру Тн, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты Qн. При этом объём рабочего тела увеличивается.

2. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение. Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

3. Изотермическое сжатие. Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты.

4. Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие. Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.

Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева.

где p — давление; V - объем T — температура;

Zr = Zr (p,T) — коэффициент сжимаемости газа;

m - масса; М — молярная масса; R — газовая постоянная.

При рассмотрении реальных газов — газов, свойства которых зависят от взаимо­действия молекул, надо учитывать силы межмолекулярного взаимодействия. Они прояв­ляются на расстояниях £ 10^–9 м и быстро убывают при увеличении расстояния между молекулами. Такие силы называются короткодействующими.

Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса.