Название: Курс физики - Трофимова Т.И.

Жанр: Физика

Рейтинг:

Просмотров: 15633


         

 Так как при Т = const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

 

 то из первого начала термодинамики (dQ = dU + dA) следует, что для изотермического процесса

 

 т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

                    (54.4)

 Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.

 

Подпись: •	Чему равна работа изобарного расширения моля идеального газа при нагревании на1 К?
•	Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется при постоянном давлении?
•	Температура газа в цилиндре постоянна. Запишите на основе первого начала термoдинамики соотношение между сообщенным количеством теплоты и совершенной работой.	
•	Газ переходит из одного и того же начального состояния 1 в одно и то же конечное состояние2 в результате следующих процессов: а) изотермического; б) изобарного; в) изохорного. Рассмотрев эти процессы графически, показать: 1) в каком процессе 	работа расширения максимальна; 2) когда газу сообщается максимальное количест-во теплоты.
•	Газ переходит из одного и того же начального состояния 1 в одно и то же конечное состояние 2 в результате следующих процессов: а) изобарного процесса; б) последо	вательных изохорного и изотермического 	процес-сов. Рассмотрите эти переходы графически. Одинаковы или различны в обоих случаях: 1) изменение внутренней энергии? 	2) затраченное количество теплоты?

§ 55. Адиабатический процесс. Политропный

          процесс

 

Адиабатическим называется процесс, при котором отсутствует теплообмен («52=0) между системой и окружающей средой. К адиабатическим процессам можно отнести все быстропротекающие процессы. Например, адиабатическим процессом можно считать процесс распространения звука в среде, так как скорость распространения звуковой волны настолько велика, что обмен энергией между волной и средой произойти не  успевает. Адиабатические процессы применяются в двигателях внутреннего сгорания (расширение и сжатие горючей смеси в цилиндрах), в холодильных установках и т. д. Из первого начала термодинамики (dQ = dU + dA) для адиабатического процесса следует, что

                                         (55.1)

т. е. внешняя работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы.

Используя выражения (52.1) и (53.4), для произвольной массы газа перепишем уравнение (55.1) в виде

                                          (55.2)

 Продифференцировав уравнение состояния для идеального газа , получим

                                            (55.3)

 Исключим из (55.2) и (55.3) температуру Т:

 

                  

 

Разделив переменные и учитывая, что Ср/Сv = g  (см. (53.8)), найдем

 

                                     

 

Интегрируя это уравнение в пределах от p1 до р2 и соответственно от V1 до V2, а затем потенцируя, придем к выражению

 

 Так как состояния 1 и 2 выбраны произвольно, то можно записать

                                              (55.4)

Полученное выражение есть уравнение адиабатического процесса, называемое также уравнением Пуассона.

Для перехода к переменным Т, V или p, Т исключим из (55.4) с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева

 


Оцените книгу: 1 2 3 4 5