Уравнения состояния идеального газа. Определение его параметров.

Первый закон термодинамики. Работа, внутренняя энергия. Энтальпия, располагаемая работа.

Первый закон термодинамики (частный случай изменения энергии).

Энергия не может самопроизвольно возникать и исчезать, а может переходить из одного вида в другой в результате энергетического взаимодействия.

Q = ΔU + A. где ΔU — изменение внутренней энергии, Q — количество теплоты, переданное системе, А — работа внешних сил.

Работа – передача энергии в результате упорядоченного макроскопического движения, а энергия, передаваемая в данном процессе – работа процесса. 1 ккал=4,1868 Дж.

Когда работа совершается термодинамической системой (чаще всего это газ, который совершает работу), то работа совершенная газом при постоянном давлении определяется как: W = p×dV, где W - работа, p - давление, а dV -изменение объема. В случаях, когда давление не является постоянным, работа может быть представлена интегральным образом, как площадь поверхности под кривой в координатах давление, объем, которые представляют происходящий процесс.

Внутренняя энергия системы– часть энергии системы взаимодействующих тел., определяемую внутренними параметрами этой системы тел. ВЭ тела складывается из кинетической энергии хаотического теплового движения атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

Энтальпия - это "термодинамический потенциал" используемый в химической термодинамике реакций, это функция состояния термодинамической системы, равная внутренней энергии системы и произведению давления системы на объем системы. Это свойство вещества, указывающее количество энергии, которую можно преобразовать в теплоту.

Энтальпия определяется как:

H = U + PV (Дж), где H = энтальпия, U = внутренняя энергия, P = давление, V = объем системы.

При постоянном давлении изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведенной к системе, поэтому энтальпию часто называют тепловой функцией или теплосодержанием. В состоянии термодинамического равновесия энтальпия системы минимальна.

Энтальпия является точно измеряемым параметром, когда определены способы выражения трех других поддающихся точному определению параметров формулы выше.

Располагаемая работа = адиабатическая работа, которую может выполнить машина без учета потерь.

Уравнения состояния идеального газа. Определение его параметров.

Идеальный газ— газ, молекулы которого представляют из себя материальные точки не связанные между собой силами взаимодействия, т. е. находятся в хаотическом движении.

Уравнение состояния идеального газа, полученное Клапейроном в 1834 году для 1 кг газа, имеет вид:PV=RT, где R — газовая постоянная. Уравнение (1) является обобщенной формой известных законов Бойля-Мариотта (1662 г.), Гей-Люссака (1802 г.) и Шарля. Все эти законы являются законами идеального газа:

1) при T=const - уравнение Бойля-Мариотта:PV=const

2) при Р = const - закон Гей-Люссака:

V/T=const

3) при V = const - закон Шарля:

P/T=const.