Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

53
где γ=
V
С
С
P
– коэффициент Пуассона, который для всех газов >1.
Используя уравнение Менделеева-Клапейрона РV=
M
m
RT, выразим
Р=
V
RT
M
m
и, подставив его в уравнение (2.26), получим уравнение
Пуассона, выраженное через параметры Т и V: ТV
γ–1
=const.
Работа газа при адиабатном процессе
А= )()(
2112
2
1
2
1
TTC
M
m
TTC
M
m
V
V
T
T
dTC
M
m
PdV
V
V
V
−=−−
∫
∫
=−= .
Используя уравнение Пуассона (2.26) для двух состояний Т
1
V
1
1
−γ
=T
2
V
1
2
−
,
выразим T
2
=T
1
1
2
1
−
γ
V
V
и, подставив в выражение работы, получим другой
вид уравнения Пуассона:
А=
−
−
1
2
1
11
V
V
TTC
M
m
V
=
( )
−
−
−
1
2
1
1
1
1
γ
V
V
RT
M
m
.
Второе начало термодинамики. Первое начало термодинамики,
выражая закон сохранения и превращения энергии, не позволяет установить
направление протекания процессов в природе. Можно себе представить
множество процессов, не противоречащих закону сохранения и превращения
энергии (первому началу термодинамики), в которых энергия сохраняется, но
в природе они не осуществляются. Например, при соприкосновении двух тел
с разной температурой всегда более нагретое тело отдает тепло менее
нагретому телу. Первое начало термодинамики не исключает обратного
процесса – перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому, однако,
такой переход самопроизвольно никогда не происходит. Этот факт,
наблюдаемый всегда в окружающей нас природе, составляет суть одной из
первых качественных формулировок второго начала термодинамики
″Самопроизвольно теплота может переходить только от более нагретого тела
к менее нагретому и никогда наоборот″ (Клаузиус).
Точно так же газ, расширившийся и занявший объем какого-либо
сосуда, никогда не соберется самопроизвольно в одной из его частей.
Можно привести множество реальных процессов, анализируя
которые, мы увидим, что все они протекают в направлении
приближения системы к состоянию теплового равновесия, причем в 
         СP
где γ=        – коэффициент Пуассона, который для всех газов >1.
         СV
                                                                          m
Используя      уравнение          Менделеева-Клапейрона         РV=         RT,   выразим
                                                                          M
     m RT
Р=              и, подставив его в уравнение (2.26),                    получим уравнение
     M V
                                                                    γ–1
Пуассона, выраженное через параметры Т и V:                   ТV        =const.
     Работа газа при адиабатном процессе
        V2       m T2       m              m
      А= ∫ PdV =− C ∫ dT = − CV (T2 − T1) = C (T1 − T2 ) .
                 M VT       M              M V
        V1           1

Используя уравнение Пуассона (2.26) для двух состояний Т1V γ −1 =T2V γ −1 ,
                                                          1          2
                           γ −1
               V      
                      
выразим T2 =T1  1               и, подставив в выражение работы, получим другой
               V      
                2     
вид уравнения Пуассона:
                  
                                   
                                     γ −1                         γ −1 
           m            V                   m    RT1   V1   
                                                                         
      А=       CV T1 −T1 1              =              1−           .
           M      
                  
                         V
                          2
                                    
                                    
                                          
                                               M    (   )
                                                     γ −1   V2
                                                                   
                                                                    
                                                                          
                                                                          
                                                                       
     Второе начало термодинамики. Первое начало термодинамики,
выражая закон сохранения и превращения энергии, не позволяет установить
направление протекания процессов в природе. Можно себе представить
множество процессов, не противоречащих закону сохранения и превращения
энергии (первому началу термодинамики), в которых энергия сохраняется, но
в природе они не осуществляются. Например, при соприкосновении двух тел
с разной температурой всегда более нагретое тело отдает тепло менее
нагретому телу. Первое начало термодинамики не исключает обратного
процесса – перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому, однако,
такой переход самопроизвольно никогда не происходит. Этот факт,
наблюдаемый всегда в окружающей нас природе, составляет суть одной из
первых качественных формулировок второго начала термодинамики
″Самопроизвольно теплота может переходить только от более нагретого тела
к менее нагретому и никогда наоборот″ (Клаузиус).
     Точно так же газ, расширившийся и занявший объем какого-либо
сосуда, никогда не соберется самопроизвольно в одной из его частей.
     Можно привести множество реальных процессов, анализируя
которые, мы увидим, что все они протекают в направлении
приближения системы к состоянию теплового равновесия, причем в

                                                53

Страницы