Молекулярная физика и термодинамика
жүктеу/скачать 4,77 Mb.
|
641a739cac3bd1a19096644cb666f445 (1)
| Пример 7. Аргон при давлении p=0,8 атм. Изменил объем с V1=1 л до V2=2 л. Как изменяется величина внутренней энергии, если расширение производилось при различных процессах: изобарическом, адиабатическом ?
Решение. Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, переданное системе, может расходоваться как на увеличение внутренней энергии, так и на совершение механической работы: . Величину внутренней энергии можно определить, зная массу газа, удельную теплоемкость при постоянном объеме и изменение температуры : . Однако удобнее изменение внутренней энергии определять через молярную теплоемкость, которая может быть выражена через число степеней свободы: . Получим: . При изобарическом расширении газа согласно первому закону термодинамики часть тепла идет на изменение внутренней энергии. Определить ΔU для аргона по ранее выведенной формуле нельзя, так как масса и температура газа не даны. Используем уравнение Менделеева-Клапейрона для начального и конечного состояний газа: ; или
. Подставим выражение в формулу . Полученное уравнение является расчетным для определения ΔU при изобарическом расширении. Дж. При адиабатическом расширении газа теплообмен со средой не происходит. . Это соотношение устанавливает, что работа расширения газа может быть произведена только за счет уменьшения внутренней энергии газа. . Формула работы для адиабатического процесса имеет вид: , где γ- показатель степени адиабаты, который является отношением теплоемкостей: . Определим изменение внутренней энергии при адиабатическом процессе для аргона: . Для определения работы расширения аргона формулу следует преобразовать: . Подставляя числовые значения, получим: Дж. жүктеу/скачать 4,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|