В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом Первый закон термодинамики для изобарного процесса Q = ΔU = U (T2) – U (T1) A = p (V2 – V1) = p ΔV Q = U (T2) – U (T1) + p (V2 – V1) = ΔU + p ΔV В изотермическом процессе температура газа не изменяется, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0 Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам. Q = A
В адиабатическом процессе Q = 0, поэтому первый закон термодинамики принимает вид т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии Это соотношение называют уравнением Пуассона.
Здесь γ = Cp / CV – показатель адиабаты, Cp и CV – теплоемкости
газа в процессах с постоянным давлением и
с постоянным объемом
A = –ΔU pVγ = const Закон сохранения энергии устанавливает заимопревращаемость ее различных видов, но не указывает, направленность 2-начало (закон) термодинамики Второй закон термодинамики показывает, в каком направлении в заданных условиях (температура, давление, концентрация и т. д.) может протекать самопроизвольно, т. е. без затраты работы извне, тот или иной процесс. Во-вторых, закон определяет предел возможного самопроизвольного течения процессов, т. е. его равновесное в данных условиях состояние. Для различных термодинамических процессов существуют свои критерии, характеризующие направление и предел их протекания. Для изолированных систем критерием, определяющим самопроизвольное течение процесса, служит термодинамический параметр, получивший название энтропии S.
В этих системах при протекании необратимых процессов энтропия возрастает и достигает максимальных значений при равновесии процесса:
