Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Функциями состояния называются физические величины, характеризую­щие состояние системы.

Простейшими функциями состояния системы являются ее внутренняя энергия и энтропия.

Внутренней энергией тела или термодинамической системы называется энергия движения и взаимодействия частиц тела,

обозначается U, единицы [Дж].

Внутренняя энергия зависит только от термодинамического состояния тела. Если тело неподвижно и не находится во внешних силовых полях, то внутренняя энергия совпадает с полной энергией. Внутренняя энергия совпадает также с энергией покоя тела.

Например, внутренняя энергия газа многоатомных молекул (аммиак, угле­кислый газ и т. п,) состоит из:

а)кинетической энергии теплового поступательного и вращательного движе­ния молекул;

б)кинетической и потенциальной энергии колебаний атомов в молекулах;

в)потенциальной энергии, обусловленной межмолекулярными взаимодей­ствиями;

г)энергии электронных оболочек атомов и ионов;

д)кинетической энергии и потенциальной энергии взаимодействия нуклонов в ядрах атомов.

Слагаемые г) и д) обычно не изменяются в процессах, происходящие при не очень высоких температурах, когда ионизация и возбуждение не играют сущест­венной роли. В этих условиях слагаемые г) и д) не учитываются в балансе внут­ренней энергии. Для идеального газа не учитывается также слагаемое в).

Внутренняя энергия является однозначной функцией термодинамического состояния системы (значение внутренней энергии в любом состоянии не зависит от того, с помощью какого процесса система пришла в данное состояние).

Изменение внутренней энергии при переходе системы из состояния 1 в состояние 2 равно и не зависит от вида процесса перехода . Если система совершает круговой процесс, то полное изменение ее внутренней энергии равно нулю: .

Математически это означает, что элементарное изменение dU внутренней энергии является полным (точным) дифференциалом.

Изменять внутреннюю энергию можно двумя путями: при совершении работы, либо с помощью теплооб­мена. Следовательно, Работа и теплота являются энергетическими характеристиками процессов изменения состояния термодинамических системы.

 

Работа в термодинамике

Работой совершенной над системой, называется количество энергии, переданной системе внешними телами при силовом взаимодействии между ними.

По закону сохранения энергии работа А', совершаемая над систе­мой внешними силами, численно равна и противоположна по знаку работе А, ко­торую сама система совершает над внешней средой, т. е. против внешних сил: А'= -А.

Работой расширения называется работа, которую система производит против внешнего давления.

Элементарная работа расширения: , где dV - элементарное изменение объема системы.

Покажем это. . В нашем случае: , но т.к. , то . Следовательно,  и .

Работа равновесного расширения системы от объема V ₁ до объема V ₂ :

.

Работу, совершенную газом можно определить по площади фигуры под графиком

давления.

Работа может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Давление газа р>0, поэтому при расширении ( dV >0) газ совер­шает положительную работу (δА>0). При сжатии газа ( dV <0 и δА<0) газ совершает отрицательную работу.

Работа по замкнутому циклу равна площади фигуры, ограни ченном диаграммой газа в координатах pV. Результирующая положительная работа измеряется заштри­хованной площадью.

Количество теплоты

Количеством теплоты, сообщенной системе, называется количество энергии, переданной системе внешними телами путем теплообмена.

Существуют три вида теплообмена: конвектив­ный теплообмен, теплопроводность и теплообмен излучением.

Обозначение Q, единицы [Дж].

Теплоемкостью тела называется физическая величина, равная отношению количества теплоты, сообщаемого телу, к изменению его температуры

, [Дж/К] .

Теплоемкость зависит от массы тела, его химического состава, термодинамического состояния и процесса, в котором сообщается теплота.  Следовательно, .

Удельной теплоемкостью называется теплоемкость единицы массы ве­щества. Для однородного тела:

  ,

Следовательно, .

Молярной теплоемкостью называется теплоемкость одного моля  вещества:

 или  или ,

где μ- молярная масса вещества, – количество вещества.

Следовательно,  или .