Внутренняя энергия газа с учётом числа степеней свободы.

Виды термодинамических систем. Термодинамические параметры.

Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются закономерности превращений энергии, обусловленных тепловым движением молекул.

Для изучения термодинамики необходимо усвоить ряд определений.

Термодинамической системой называется совокупность тел, которые могут обмениваться энергией и веществом, как между собой, так и с внешней средой.

Под внешней средой подразумеваются тела, находящиеся вне границ данной системы.

Система, не обменивающаяся с внешней средой ни веществом, ни энергией называется изолированной.

Система, обменивающаяся только энергией, называется закрытой или замкнутой.

Система, осуществляющая обмен с окружающей средой, как веществом, так и энергией называется открытой.

Состояние термодинамической системы определяется величинами, называемыми параметрами состояния к которым относятся давление р, удельный объём Vуд. и термодинамическая температура T.

Давление – это величина, равная отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности к её площади: . (1)

Удельный объём представляет собой пространство, занимаемое единицей массы вещества

. (2)

В термодинамике температура является величиной, характеризующей направление теплообмена между телами. Для выражения температуры используется абсолютная шкала температур, предложенная Кельвином, в которой

. (3)

Состояние системы с неизменными термодинамическими параметрами называют равновесным, если оно не обусловлено воздействием внешних по отношению к системе тел.

Отличительной особенностью равновесного состояния является то, что оно может сохраняться сколь угодно долго в отсутствие внешнего воздействия.

Переход системы из одного стационарного состояния в другое называют термодинамическим процессом.

Энергетической характеристикой термодинамических процессов является внутренняя энергия.

Внутренней энергией называется сумма кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия:

.

В случае идеального газа потенциальная энергия равна нулю W = 0, поэтому:

U = WK.

Кинетическую энергию можно выразить как среднюю энергию одной молекулы на их количество

,

которые можно определить из известных уравнений

и .

Таблица 1 Таким образом, внутренняя энергия идеального газа будет равна:

,

или с учётом ,

получаем: , (4)

для идеального газа i = 3, для двухатомного газа i = 5, для трёх и более атомов i = 6 (таблица 1).



Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 1284; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.018 сек.