Теоретическое введение. Термодинамика – раздел физики изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в различных состояниях

Термодинамика – раздел физики изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в различных состояниях, и процессы перехода между этими состояниями.

Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) – совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно в качестве параметров состояния выбирают температуру Т, давление Р, объем V.

В молекулярно-кинетической теории газов пользуются моделью идеального газа, согласно которой:

1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда;

2) между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;

3) столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

Процессы, происходящие при каких-то постоянных макропараметрах, называются изопроцессами:

1 Изотермический при Т=const; PV=const.

2 Изобарический (изобарный) при P=const; .

3 Изохорический (изохорный) при V=const;

4 Адиабатический (адиабатный) при S=const, PV^γ=const, где S=энтропия; γ-показатель адиабаты.

где С_р – молярная теплоемкость при постоянном давлении

С_V – молярная теплоемкость при постоянном объеме.

Молярные теплоемкости С_р и С_v определяются из первого закона термодинамики: т.е. подводимая к системе теплота dQ расходуется на приращение внутренней энергии и на совершение работы dA против внешних сил.

Отношение теплоемкостей , представляет собой величину (γ – показатель адиабаты), являющуюся показателем степени в уравнении Пуассона, справедливого для равновесного адиабатического процесса в идеальном газе PV^γ=const.

Если выразить молярные теплоемкости С_р и С_v через число степеней свободы i (число независимых координат с помощью которых задается положение системы) можно теоретически оценить величину показателя адиабаты, зная, что

;

где R – универсальная газовая постоянная