Теплота изотермического процесса равна работе процесса

Закон Гей-Люссака–Джоуля: Внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления и объема, а зависит только от температуры.

АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС (dQ = 0, Q = 0)

Это процесс, протекающий без теплообмена между системой и окружающей средой.

PdV + C_V dT = 0

dV + C_V dT = 0 /: T

R + C_V = 0

R = C_P - C_V Þ (C_P - C_V) + C_V = 0 /: C_V

( - 1) + = 0, = g

После интегрирования: ln V^g-1 + ln T = const

ln TV^g-1 = const

TV^g-1 = const¢ (1)

T = , V^g-1 = const¢

PV^g = const¢¢ (2)

Уравнения (1) и (2) - уравнения адиабаты (уравнения Пуассона).

Работа при адиабатическом процессе:

dA + C_V dT = 0, dA = - C_V dT, A = - = C_V (T₁ - T₂)

A > 0 при расширении Þ Т падает при адиабатическом расширении, т.е. работа адиабатического расширения совершается за счет уменьшения внутренней энергии. При адиабатическом сжатии U увеличивается, Т растет.

A = C_V (T₁ - T₂) = C_V ( - ) = (P₁V₁ - P₂V₂)

A = (P₁V₁ - P₂V₂) = (P₁V₁ - P₂V₂) = (P₁V₁ - P₂V₂)

P   изотерма   адиабата   V1 V2 V

Сравним: PVg = const¢¢ (адиабата) и PV = const (изотерма): P = и P = Адиабата идет круче, чем изотерма.

ЭНТАЛЬПИЯ (Теплосодержание).

Энтальпия Н - это сумма внутренней энергии (U) и внешней (PV):

H = U + PV

Если процесс идет при P = const:

dQ_P = dU + PdV = dU + d (PV) = d (U + PV) = dH

Тепло, передаваемое системе при P = const, расходуется на приращение энтальпии.

DH = DU + PDV

Изменение энтальпии в изобарном процессе включает в себя изменение внутренней и внешней энергии, причем изменение внешней энергии равно работе изобарного расширения (сжатия). U - функция состояния; Р и V - параметры состояния, их изменение не зависит от пути процесса. Следовательно, Н - также функция состояния, т.к. ее изменение не зависит от пути процесса.

dQ_P = dH, Q_P = DH

Теплота, поглощаемая при Р = const, также не зависит от пути процесса.

Если процесс изобарно-изотермический, то DU = 0 и DH = PDV.

С_Р = = , dH = C_P dT, DH = C_P DT

Введение энтальпии упрощает математическое выражение изобарного процесса. Кроме того, изменение Н может быть во многих случаях легко измерено, вследствие чего эта функция широко применяется при термодинамических исследованиях, особенно изобарных процессов.

Абсолютное значение энтальпии не может быть вычислено с помощью уравнений термодинамики, т.к. оно включает в себя абсолютную величину внутренней энергии.

Лекция 3