Материал: Конспект

1. Параметри стану|достатку|

Фізичні величини, що визначають стан|достаток| речовини, називаються параметрами стану|достатку|. Вони підрозділяються на термічні і калоричні|.

2. Рівняння стану|достатку| ідеального газа

Ідеальним газом називається газ між молекулами якого відсутні сили тяжіння і відштовхування, а молекули і атоми цього газу взаємодіють між собою як матеріальні точки|точки|.

Найбільш просте рівняння стану|достатку| – це рівняння Менделєєва – Клапейрона.

Для , кг| газу; для 1кг| газу:

;

Газова стала ; ;

- молекулярна вага газу

3. I закон термодинаміки

Теплота – форма передачі енергії за допомогою елементарних частинок|частинок|, що хаотично переміщаються. Повна|цілковита| теплота – Q, Дж; питома теплота – q=Q/m, Дж/кг.

Робота – форма передачі енергії, що характеризується переміщенням тіл в просторі|простір-час|. Повна|цілковита| робота – L, питома робота l=L/m Дж/кг .

Робота і теплота визначаються за формулами:

Формулювання I закону термодинаміки:

1. Повна енергія ізольованої термодинамічної системи залишається постійною при будь-яких процесах, що відбуваються в системі, або .

2. Теплота, що підводиться до тіла або системи в термодинамічному процесі, витрачається на зміну внутрішньої енергії і здійснення роботи для газу масою m: Q=ΔU+L; для 1кг: q=Δu+l; у диференціальній формі: dq=du+dl=du+pdv або dq=di-vdp.

3. Неможливо побудувати таку теплову машину, в якій роботи вироблялося б більше, ніж кількість теплоти, що підводиться (вічний двигун першого роду неможливий).

3.1. Теплоємність

Теплоємністю називається кількість теплоти, що підводиться (відводиться|відводить|) до одиниці кількості речовини, для зміни температури на один градус С

;

де Q – кількість теплоти, Дж; - кількість речовини; - початкова і кінцева|скінченна| температури. Залежно від одиниці кількості речовини розрізняють такі питомі теплоємності:

1. Масова теплоємність – с, Дж/(кг∙К);|із|

2. Об'ємна теплоємність - , Дж/(кг∙К);

3. Молярна теплоємність - , Дж/(кмоль∙К).

Теплота може:

1. Не залежати від температури, тоді

;

2. Залежати від температури лінійно або не лінійно

де - коефіцієнти, - температура

Якщо теплоємність визначається в межах якоїсь однієї температури, то така теплоємність називається істинною ; якщо її визначають в інтервалі температур, то теплоємність називають середньою .

Якщо теплота підводиться в процесі з постійним тиском, , то такі теплоємності називають ізобарними: , ; якщо ж теплота підводиться в процесі з постійним об'ємом , то такі теплоємності називають ізохорними: .

При лінійній залежності значення теплоємності визначають експериментально|експериментальний| (дослідом|дослідом|) і заносять в таблиці. Тоді середня теплоємність

х=Р

х=v

4. II закон термодинаміки

Формулювання:

1. Теплота не може довільно переходити від тіл менш нагрітих до тіл більш нагрітих.

2. Неможливо створити періодично діючу теплову машину, всі дії якої зводилися б до піднімання|підняття| вантажу|тягаря| і охолодження|охолодження| теплового джерела.(Вічний двигун II роду неможливий).

- аналітичне вираз|вираз| закону.

Знак «=»| відноситься до протікання в системі оборотних процесів, при цьому ентропія системи не змінюється. Знак «>»| відноситься до протікання в системі необоротних|незворотних| процесів, при цьому ентропія системи досягає будь-якого максимального значення. Якщо - теплота підводиться, якщо - відводиться|відводить|.

5. Термодинамічні процеси

1. Ізобарним називається процес, що протікає з|із| постійним тиском|тисненням| . Співвідношення між параметрами - закон Гей – Люсака.

;

2. Ізохорним називається процес, що протікає з|із| постійним об'ємом|обсягом|, , , - закон Шарля;

3. Ізотермічним називається процес, що протікає з|із| постійною температурою, , , закон Бойля – Маріотта.

4. Адіабатним називається процес, що протікає без теплообміну з|із| навколишнім середовищем при постійній ентропії , , ;

де - показник адіабати; - середня теплоємність при постійному тиску|тисненні|, - середня теплоємність при постійному об'ємі|обсязі|.

5. Політропним називається процес, що протікає з|із| постійною теплоємністю і підпорядковується рівнянню ; ; п - показник політропи

; ;

Процеси в P-| V координатах

6. Реальні гази

Реальним газом називається газ, між молекулами якого існують сили тяжіння і відштовхування, а молекули і атоми газу мають масу і об'єм|обсягом|. Рівняння стану|достатку| реального газу Ван - дер-Ваальса

|Перехід речовини з|із| одного агрегатного стану|достатку| в інший називається фазовим переходом. Перехід з твердої фази в рідку – плавлення. Перехід з рідкої фази в пароподібну: випаровування – пароутворення з поверхні рідини, кипіння – бурхливе пароутворення в об'ємі з паровими міхурами. Перехід з пароподібного стану в рідкий – конденсація. Перехід з твердої фази у пароподібну – сублімація. Криві фазових переходів зображаються в P-t діаграмі.