Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Q < 0
A
η =
Q
A
,
Q ≥ 0
η
η = 1
p
V T U
p = p(V, T ), U = U(V, T ).
p =
M
µ
RT
V
,
U =
i
2
M
µ
RT.
òàê, ÷òî Qöèêë < 0, ò.å. â õîëîäèëüíîé ìàøèíå ðàáî÷åå òåëî ïåðåäàåò îêðóæåíèþ
áîëüøå òåïëîòû, ÷åì ñàìî ïîëó÷àåò. Äîìàøíèé õîëîäèëüíèê ðàáîòàåò ïî òîìó æå
ïðèíöèïó  òåïëîòà îò ðàáî÷åãî òåëà (ãàçà ôðåîíà èëè êàêîãî-òî äðóãîãî òåïëî-
àãåíòà) ïåðåäàåòñÿ îêðóæàþùåìó âîçäóõó. Äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ õîëîäèëüíîãî öèêëà
âíåøíèå ñèëû äîëæíû ïðîèçâîäèòü íàä ðàáî÷èì òåëîì íåêîòîðóþ ðàáîòó Aâíåø (â
äîìàøíåì õîëîäèëüíèêå èìåííî íà ýòî òðàòèòñÿ ýëåêòðîýíåðãèÿ). Òåðìè÷åñêèé êî-
ýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ õîëîäèëüíîé ìàøèíû îïðåäåëÿåòñÿ êàê îòíîøåíèå
                                               Q
                                 η   õîë
                                           =    âíåø
                                                       ,                 (2.21)
                                               Aâíåø



ãäå Qâíåø ≥ 0  òåïëîòà, ïåðåäàííàÿ õîëîäèëüíîé ìàøèíîé âíåøíèì òåëàì. Èñ-
ïîëüçóÿ ïåðâûé çàêîí òåðìîäèíàìèêè, ïîêàæèòå, ÷òî ηõîë íå ìîæåò ïðåâûøàòü
åäèíèöû. Êàêîìó òðåáîâàíèþ äîëæåí óäîâëåòâîðÿòü "èäåàëüíûé õîëîäèëüíèê" ñ
ηõîë = 1?


3.     Ïðèìåíåíèÿ ïåðâîãî çàêîíà òåðìîäèíàìèêè

 ýòîé ãëàâå ìû èñïîëüçóåì ïåðâûé çàêîí òåðìîäèíàìèêè äëÿ èçó÷åíèÿ ðàâíîâåñ-
íûõ ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Ìû áóäåì ïðåäïîëàãàòü, ÷òî ñîñòîÿíèå ñèñòåìû
ïîëíîñòüþ îïèñûâàåòñÿ òåðìîäèíàìè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè: äàâëåíèåì p, îáúåìîì
V , òåìïåðàòóðîé T è âíóòðåííåé ýíåðãèåé U . Ýòèõ ïàðàìåòðîâ äîñòàòî÷íî äëÿ
ãàçîâ è æèäêîñòåé, íî, âîîáùå ãîâîðÿ, íåäîñòàòî÷íî äëÿ òâåðäûõ òåë, ìàêðîñêîïè-
÷åñêîå ñîñòîÿíèå êîòîðûõ çàâèñèò íå òîëüêî îò îáúåìà, íî è îò ôîðìû òåëà.
    Âñå, ÷òî ìîæåò äàòü òåðìîäèíàìèêà, çàêëþ÷àåòñÿ â îáùåì óðàâíåíèè (2.14) äëÿ
áåñêîíå÷íî ìàëîãî ðàâíîâåñíîãî ïðîöåññà è â óðàâíåíèÿõ ñîñòîÿíèÿ

                         p = p(V, T ),          U = U (V, T ).            (3.1)

Ìû óæå îòìå÷àëè, ÷òî óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ íå ìîãóò áûòü âûâåäåíû â ðàìêàõ òåð-
ìîäèíàìèêè; ÷òîáû ïîëó÷èòü èõ äëÿ ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû, ñëåäóåò îáðàòèòüñÿ
ê ýêñïåðèìåíòó èëè ê êàêîé-íèáóäü ñòàòèñòè÷åñêîé ìîäåëè. Äëÿ ïðîñòåéøåé ñèñòå-
ìû  èäåàëüíîãî ãàçà  óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ èìåþò âèä
                                           M RT
                                     p=         ,                         (3.2)
                                           µ V
                                               i M
                                     U=            RT.                    (3.3)
                                               2 µ
 äàëüíåéøåì ìû áóäåì îáðàùàòüñÿ ê ýòèì óðàâíåíèÿì äëÿ èëëþñòðàöèè îáùèõ
âûâîäîâ.

3.1.   Èçîïðîöåññû. Ðàáîòà èäåàëüíîãî ãàçà â èçîïðîöåññàõ

 ïðîèçâîëüíîì ðàâíîâåñíîì ïðîöåññå èçìåíÿþòñÿ âñå òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïàðà-
ìåòðû ñèñòåìû. Îäíàêî îíè íå ìîãóò ìåíÿòüñÿ ïðîèçâîëüíûì îáðàçîì, òàê êàê â
ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè äîëæíû âûïîëíÿòüñÿ óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ (3.1). Òàê êàê

                                           20

Страницы