2.3. Термодинамика негіздері
1. Идеал газдың ішкі энергиясы.
Идеал газдағы молекулалар өзара әсерлеспейді, бір моль газға берілген ішкі энергия молекуланың кинетикалық энергияларының қосындысына тең болады:
m массалы газдың ішкі энергиясы: .
2. Еркіндік дәрежелерінің саны. Энергияны еркіндік дәрежелері бойынша бөлу.
Еркіндік дәреже саны бұл- жүйенің кеңістіктегі орнын толық анықтайтын тәуелсіз координаталар саны.
Классикалық статикалық физикада Больцманның энергияның молекулалардың еркіндік дәрежелері бойынша біркелкі таралуы туралы Заңы шығарылады: молекуланың әрбір еркіндік дәрежесі орташа есеппен ½ КТ тең кинетикалық энергияға ие. Айта кету керек, ілгермелі және айналмалы қозғалыстар тек кинетикалық энергиямен байланысты, ал тербелмелі қозғалыс кинетикалық және потенциалдық энергиялардың болуымен байланысты, потенциалдық және кинетикалық энергияның орташа мәні бірдей. Сондықтан әрбір тербелмелі еркіндік дәрежесі КТ-ның орта есеппен екі жартысын құрайды. Молекуланың орташа энергиясы тең болуы керек: .
Бір атом: i=3 (He, Ne, Ar)
Екі атом: i=5 => 3+2 (O2, H2, N2)
Үш атом: i=6 => 3+2+1 (H2O, CO2, NO2).
3
. Газдың көлемі өзгерген кезде оның жұмысы.
Егер газ ұлғая отырып поршеньді шексіз аз қашықтығына жылжытатын болса, онда мынадай жұмыс жасалады:
мұндағы S-поршеннің ауданы, dl-жүйе көлемінің өзгерісі.
Газдың көлемі V1-ден V2-ге дейін өзгергендегі толық жұмыс формуласын интегралдау арқылы анықталады: .
Жұмыстың графикалық бейнеленуі:
A>0 -газ жұмыс жасайды
A<0 -сыртқы күштермен жұмыс атқарылады.
4. Жылу мөлшері. Меншікті және молярлық жылу сыйымдылығы.
Жылу алмасу кезінде денеге берілген немесе денеден алынған ішкі энергия мөлшеріне тең шама жылу мөлшері деп аталады.
Заттың меншікті жылу сыйымдылығы- 1 кг затты 1К-ге қыздыру үшін қажетті жылу мөлшеріне тең шама. (Дж/кг*К)
Молярлық жылу сыйымдылық- 1 моль затты 1К-ге қыздыру үшін қажетті жылу мөлшеріне тең шама. (Дж/моль*К)
Достарыңызбен бөлісу: |
