КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Основы термодинамики
Краткая теория
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального одноатомного газа
,
где k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура.
Внутренняя энергия идеального газа равна:
, или
, или
,
где i – число степеней свободы молекул, равное 3 для одноатомного газа; 5 для двухатомного и 6 для многоатомного с нелинейными молекулами; R – универсальная газовая постоянная, T – абсолютная температура, 
– молярная теплоёмкость газа при постоянном объёме; 
– количество вещества ( число молей), m – масса газа, μ – его молярная масса, p – давление газа, V – его объём.
Уравнение состояния идеального газа (уравнениеМенделеева-Клапейрона:
, или 
,
где m – масса газа; µ – его молярная масса; Т – термодинамическая температура; 
– количество вещества; R – универсальная газовая постоянная.
Уравнение изотермического процесса ( 
):
, или 
.
Уравнение изохорического процесса ( 
):
, или 
.
Уравнение изобарического процесса ( 
):
, или 
.
Элементарная работа газа при увеличении объёма на 
равна:
,
где р – давление газа.
Работа газа при изменении объёма от V1 до V2:
.
При изобарном процессе работа равна 
.
Теплоемкость тела – это количество теплоты, необходимое для нагревания этого тела на один градус (кельвин):
.
Удельная теплоемкость – это количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на один градус:
.
Удельная теплоемкость – это количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля вещества на один градус:
.
Связь между молярной (С) и удельной (с) теплоемкостями:
,
где μ – молярная масса.
Молярная теплоёмкость идеального газа при постоянном объёме:
,
где i – число степеней свободы молекул; R – универсальная газовая постоянная. Для одноатомных газов 
.
Молярная теплоёмкость идеального газа при постоянном давлении:
,
где i – число степеней свободы молекул; R – универсальная газовая постоянная. Для одноатомных газов 
.
Уравнение Майера:
.
Количество теплоты, поглощённой в процессах:
– нагревания 
,
– плавления: 
,
– парообразования 
,
где 
– удельная теплоемкость тела, 
– удельная теплота плавления, r – удельная теплота парообразования, m – масса.
Количество теплоты, выделившейся в процессе сгорания топлива:
,
где 
– удельная теплота сгорания топлива, m – его масса.
Первый закон (первое начало) термодинамики: количество теплоты Q, сообщенное системе, идет на увеличение её внутренней энергии 
и совершение этой системой работы 
против внешних сил:
.
Первое начало термодинамики:
– для изохорного процесса 
;
– для изобарного процесса: 
;
– для изотермического процесса: 
;
– для адиабатного процесса: 
.
Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины:
,
где – полезная работа, совершаемая машиной; 
– количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя; 
– количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно (рис.5.1), при заданных температурах нагревателя 
и охладителя 
, имеет максимальный КПД, не зависящий от природы рабочего тела:
.
 |
Дата добавления: 2014-10-31; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |