Содержание
- 2. Лекция № 2 Первое начало термодинамики 1. Внутренняя энергия. Макроскопическая работа. Количество теплоты. 2. Первое начало
- 3. Внутренняя энергия Наряду с механической энергией любое тело (или система) обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия –
- 4. В термодинамических процессах изменяется только кинетическая энергия движущихся молекул (тепловой энергии недостаточно, чтобы изменить строение атома,
- 5. Внутренняя энергия U одного моля идеального одноатомного газа равна: или Таким образом, внутренняя энергия зави-сит только
- 6. В каждом состоянии система обладает определенным и только таким значением внутренней энергии, поэтому можно записать: Так
- 7. Внутренняя энергия U ν молей идеального одноатомного газа равна: Для многоатомного идеального газа, у которого i
- 10. Работа и теплота Термодинамическая система может обладать как внутренней, так и механичес-кой энергией и разные системы
- 13. При переходе из состояния 1 в состояние 2 (конечном изменении объема) давление может изменяться Геометрическая интерпретация
- 14. РАБОТА ПРИ ИЗОПРОЦЕССАХ
- 15. РАБОТА – ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА
- 16. Количество теплоты Q , представляет собой энергию, которая передаётся от одного тела к другому при их
- 18. Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии при тепловых процессах) Количество теплоты, сообщаемой телу, идёт на увеличение
- 19. Закон сохранения энергии для малого изменения состояния системы будет иметь вид: U – функция состояния системы;
- 20. Теплота Q и работа А зависят от того, каким образом совершен переход из состояния 1 в
- 21. Теплотой называется энергия, передаваемая от тела с более высокой температурой телу с мень- шей температурой при
- 22. Если идеальный газ, получив теплоту, изотермически расширится от объёма V1 до объёма V2 , то при
- 23. Если то согласно первому началу термодинамики т.е. нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал бы бóльшую
- 24. Особое значение в термодинамике имеют круговые или циклические процессы, при которых система, пройдя ряд состояний, возвращается
- 25. Цикл, совершаемый идеальным газом, можно разбить на процессы: расширения (1 – 2) сжатия (2 – 1)
- 26. Если за цикл совершается положительная работа (цикл протекает по часовой стрелке), то он называется прямым. Если
- 27. Прямой цикл Обратный цикл
- 28. Прямой цикл используется в тепловых двигателях – периодически действующих установках, совершающих работу за счет получения извне
- 29. Т.о. работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Однако в результате кругового процесса система
- 30. Термический коэффициент полезного действия ( КПД ) для кругового процесса: Все термодинамические процессы, в том числе
- 31. Термический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении.
- 32. Реальные процессы сопровождаются диссипацией энергии (из-за трения, теплопроводности и т.д.) и являются необратимыми. Обратимые процессы -
- 33. При адиабатическом расширении газа условие теплоизолированности системы исключает непосредственный теплообмен между системой и средой. Поэтому, производя
- 34. Тепловые машины Тепловой машиной называется периодический действующий двига-тель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла. При
- 35. Любая тепловая машина работает по принципу кругового (циклического) процесса, т.е. возвращается в исходное состояние.
- 36. Но чтобы при этом была совершена полезная работа, возврат должен быть произведен с наименьшими затратами. Полезная
- 38. Принцип действия тепловых двигателей
- 39. Зачем холодильник? Так как в тепловой машине реализуется круговой процесс, то вернуться в исходное состояние можно
- 40. Прямой цикл используется в тепловом двигателе – периодически действующей тепловой машине, совершающей работу за счет полученной
- 41. От термостата с более высокой температурой Т1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а
- 42. КПД тепловых двигателей
- 43. КПД тепловых двигателей
- 44. КПД тепловых двигателей
- 45. КПД тепловых двигателей
- 46. КПД тепловых двигателей
- 47. Обратный цикл используется в холодильных машинах – периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних
- 50. Цикл Карно (обратимый). Карно теоретически про-анализировал обратимый наиболее экономичный цикл, состоящий из двух изотерм и двух
- 51. Карно Никола Леонард Сади (1796 – 1832) – французский физик и инженер, один из создателей термодинамики.
- 52. Цикл Карно является самым экономичным и представляет собой круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух
- 54. ТЕОРЕМА КАРНО Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников, наибольшим КПД
- 55. Поэтому количество теплоты , полученное газом от нагревателя, равно работе расширения , совершаемой газом при переходе
- 56. Количество теплоты , отданное газом холодильнику при изотермическом сжатии, равно работе сжатия Она определяется площадью, заштрихованной
- 57. Применив уравнение для адиабат 2-3 и 4-1, получим: и , откуда Термический КПД цикла Карно:
- 58. Видно, что η
- 60. Холодильная машина Эта машина, работающая по обратному циклу Карно. Если проводить цикл в обратном направлении, тепло
- 61. Обратный цикл Карно можно рассмотреть на примере рис. При изотермическом сжатии В-А от газа отводится количество
- 62. В этом цикле , и работа, совершаемая над газом – отрицательна, т.е. Если рабочее тело совершает
- 63. Холодильный коэффициент К для холодильных машин Карно:
- 64. Теплоёмкость идеального газа Теплоёмкость тела характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагревания этого тела на один градус
- 65. Удельная теплоёмкость Суд – есть количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на 1 градус
- 66. Теплоёмкость термодинамической системы зависит от того, как изменяется состояние системы при нагревании. Если газ нагревать при
- 67. СР – теплоемкость при постоянном давлении. Если нагревать газ при постоянном давлении Р в сосуде с
- 68. Следовательно, проводимое тепло затрачивается и на нагревание и на совершение работы. Отсюда ясно, что Итак, проводимое
- 69. При изобарическом процессе кроме увеличения внутренней энергии происходит совершение работы газом (из I начала ТД): (для
- 70. Это уравнение Роберта Майера для одного моля газа. Из него следует, что физический смысл универсальной газовой
- 71. В общем случае так как внутренняя энергия U может зависеть только от температуры. В случае 1
- 72. Внутренняя энергия идеального газа является только функцией температуры (и не зависит от V, Р и тому
- 73. Внутренняя энергия одного моля идеального одноатомного газа равна: - молярная теплоемкость при постоянном объеме СV –
- 74. Внутренняя энергия одного моля идеального газа c i степенями свободы равна: молярная теплоемкость при постоянном объеме
- 75. Учитывая физический смысл R для изобарических процессов можно записать: (для одного моля). Отсюда для одноатомного: Тогда,
- 76. Для одного моля идеального газа: Постоянная адиабаты (коэффициент Пуассона) для идеального газа: Для одноатомного идеаль- ного
- 78. Адиабатный (адиабатический) процесс Это процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, т.е. При адиабатном процессе работа
- 79. Подставляя dT в уравнение: Группируя PdV: Делим на где Т.к. γ = const ( для одноатомного
- 80. уравнение Пуассона или уравнение адиабаты для идеального газа Или в переменных Т и V уравнение адиабаты
- 82. Здесь уместно рассмотреть еще и политропный процесс – такой процесс, при котором изменяются все основные параметры
- 83. С помощью показателя n можно легко описать любой изопроцесс: 1. Изобарный процесс Р = const, n
- 84. 4. Адиабатический процесс ΔQ = 0, n = γ, Сад = 0. Во всех этих процессах
- 85. γ
- 86. ИЗОПРОЦЕССЫ В ТЕРМОДИНАМИКЕ
- 90. Скачать презентацию