Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика. Анищенко И.А - 11 стр.

UptoLike

11
Первое начало термодинамики:
Q =
Δ
U+A,
где Q - теплота, сообщенная системе (газу);
Δ
U - изменение
внутренней энергии системы; А - работа, совершенная системой
против внешних сил.
Работа расширения газа:
а) в общем случае: ,
=
2
1
V
V
pdVA
б) при изобарическом процессе A = p(V
2
-V
1
) ,
в) при изотермическом процессе
()
12
ln VVRT
m
A
μ
=
,
г) при адиабатическом процессе A = -ΔU = -
TC
m
v
Δ
μ
,
или
=
1
2
1
1
1
γ
μγ
V
V
m
RT
A
,
где
γ
= C
p
/C
v
- показатель адиабаты.
Уравнения Пуассона, связывающие параметры идеального
газа при адиабатическом процессе:
pV
γ
= const,
1
2
1
1
2
=
γ
V
V
T
T
,
γ
=
2
1
1
2
V
V
p
p
,
γ
γ
1
1
2
1
2
=
p
p
T
T
.
Термический к.п.д. цикла:
1
21
Q
QQ
=
η
,
где Q
1
- теплота, полученная телом от нагревателя; Q
2
- теплота,
переданная рабочим телом охладителю.
Термический к.п.д. цикла Карно:
1
21
1
21
T
TT
Q
QQ
=
=
η
,
где
Т
1
и Т
2
- термодинамические температуры нагревателя и
охладителя.
                                11

• Первое начало термодинамики:
     Q = ΔU+A,
где Q - теплота, сообщенная системе (газу); ΔU - изменение
внутренней энергии системы; А - работа, совершенная системой
против внешних сил.
• Работа расширения газа:
                                          V2
а) в общем случае:                   A=   ∫ pdV ,
                                          V1
б) при изобарическом процессе        A = p(V2-V1) ,
                                          m
в) при изотермическом процессе       A = RT ln (V2 V1 ) ,
                                          μ
                                                 m
г) при адиабатическом процессе       A = -ΔU = - C v ΔT ,
                                                  μ
                                                           γ −1
                                          RT1 m ⎡ ⎛ V ⎞ ⎤
или                                  A=          ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ ,
                                         γ − 1 μ ⎢ ⎜⎝ V2 ⎟⎠ ⎥
                                                 ⎣              ⎦
где γ = Cp/Cv - показатель адиабаты.
• Уравнения Пуассона, связывающие параметры идеального
  газа при адиабатическом процессе:
                                                                 γ −1
                            γ −1                γ
                    T2 ⎛ V1 ⎞     p 2 ⎛ V1 ⎞     T2 ⎛        p2 ⎞ γ
      pVγ = const,     = ⎜⎜ ⎟⎟ ,     = ⎜⎜ ⎟⎟ ,      =⎜          ⎟ .
                    T1 ⎝ V2 ⎠     p1 ⎝ V2 ⎠      T1 ⎜⎝ p1 ⎟⎠
• Термический к.п.д. цикла:
         Q − Q2
     η= 1         ,
            Q1
где Q1 - теплота, полученная телом от нагревателя; Q2 - теплота,
переданная рабочим телом охладителю.
• Термический к.п.д. цикла Карно:
         Q − Q2 T1 − T2
     η= 1        =         ,
            Q1        T1
где Т1 и Т2 - термодинамические температуры нагревателя и
охладителя.