Молекулярная физика и термодинамика



бет68/150
Дата22.12.2021
өлшемі4,77 Mb.
#127634
түріЗакон
1   ...   64   65   66   67   68   69   70   71   ...   150
Байланысты:
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.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   64   65   66   67   68   69   70   71   ...   150




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет