Применение 1 начала термодинамики к изопроцессам.

Изобарный процесс, p=const.

pV=mRT/μ

Универсальная газовая постоянная R численно равная работе расширения 1 моля газа при нагревании его на 1К.

В изобарном процессе газ получает теплоту dQ=mC_pdT/μ, при этом dU= mC_VdT/μ(его внутренняя энергия изменяется на dU), совершается газом работа A=mR(T2-t1)/μ

Изохорный процессб V=const

dA=pdV=0

dQ=dU

dU_μ=C_VdT

dQ, dU=mdU_μ/μ=mC_μdT/μ

         Изотермический процесс, T=const.

dA=pdV

 

pV=mRT/μ p=mRT/μV

dU=0 В изотермическом процессе внутренняя энергия не меняется dQ=dA

Т.о в изотермическом процессе вся теплота, сообщаемая газом расходуется на совершение газом работе против внешних сил.

 

 

Адиабатический процесс. Уравнение Пауссона

Процесс происходящий без обмена с окружающей средой, в системе. Называют адиабатическим.

По 1 началу ТД dQ=0, dA=-dU “-“ говорит. Если положительная работа газ охлаждается

При совершении газом положительной работы он охлаждается, а при совершении работы внешними силами над газом он нагревается.

dA=pdV=-mC_VdT/μ pV=mRT/μ

pdV+Vdp=mRdT/μ

(pdV+Vdp)/pdV=-R/C_V

C_P=C_V+R

(pdV+Vdp)/pdV=-(C_p-C_V)/C_V

Vdp/pdV=-C_p/C_v         j=C_p/C_V

Vdp/pdV=-j dp/p=-jdV/V

  p2/p1=(V1/V2)^j

 уравнение Пауссона

 

pV=mRT/μ pV=mRT/μ pV^j=const

p^1-jT^j=const

TV^j-1=const

Адиабата более крута, чем изотерма. Это объясняется тем что при адиабатическом сжатии газа увеличение давления газа обусловлено не только уменьшением объема, но также увеличением температуры газа

dA=-mC_VdT/μ

Работа при изотермическом процессе расширения газа больше, чем при адиабатическом. И это объясняется тем, что при адиабатическом расширениигаза происходит охлаждение газа. Тогда как при изотермическом процессе тем-ра газа остается неизменным за счет притока тепла из вне.

 

Круговые процессы

Совокупность Тд-их процессов, в результате которых система вновь возвращается в исходное состояние, называется круговым процессом.

Тело совершающее круговой процесс и обменивающей энергией с другими телами называется рабочим телом.

В процессе расширения газа, т.е. на участке С1 и С2 газ совершает положительную работу, численно равную площади фигуры V1C1иC2V2

На участке сжатия газа C2 в C1 газ совершает отрицательную работу численно равную площади фигуры V1C1вc2V2

A=A1+A2 вся совершенная работа будет равна площади самого цикла A=A1+A2=A1-A2’

Прямой процесс, обратный процесс.

При совершении обратного процесса совершаемая за цикл работа будет отрицательной, численно равная вновь площади самого цикла.

В обратном уикле рабочее тело передает теплоту от холодного к более нагретому телу.

За счет затраты положительной работе внешних сил.

 

 

Начало термодинамики

Для описания ТД-ых процессов 1 начала термодинамики не достаточно, поскольку 1 закон представляя закон сохранения энергии не показывает направление протекания процесса в природе.

Любая тепловая машина состоит из 4х частей.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: