Осы тақырып бойынша презентацияларды қарау, изопроцестерге термодинамиканың І заңын талдау және қолдану арқылы тақтадағы мәселелерді шешу мысалдары.
Термодинамика— жылулық құбылыстардың ғы- лымы. Материалдың молекулалық құрылымы тура- лы тұжырымдарға негізделген молекулалық-кинети- калық теориядан айырмашылығы термодинамика изотермиялық процестердің жалпы заңдарынан және макроскопиялық жүйелердің қасиеттерінен пайда болады. Термодинамиканың қорытындылары эксперименталдық фактілердің жиынтығына негіз- деледі және кейбір заттардың термодинамикасы молекулалық-кинетикалық үлгілерді өз тұжырым- дарын бейнелеу үшін қолданса да, материяның ішкі құрылымын білуімізге байланысты емес.
Термодинамиканың ең маңызды тұжырымдарының бірі — дененің ішкі энергиясы. Барлық макрос- копиялық денелердің ішіндегі энергияны қамтиды. Молекулалық-кинетикалық теория тұрғысы- нан, заттың ішкі энергиясы барлық атомдар мен молекулалардың кинетикалық энергиясынан және олардың өзара әсерлесуінің потенциалдық энергия- сынан тұрады. Атап айтқанда, идеал газдың ішкі энергиясы үздіксіз және кездейсоқ изотермиялық қозғалыстағы барлық газ бөлшектерінің кинети- калық энергиясының қосындысына тең. Бұл көп- теген эксперименттермен расталған Джоуль заңын қорытындылайды. Идеал газдың ішкі энергиясы оның температурасына ғана байланысты және кө- лемге байланысты емес.
Идеал газдардың ішінде өзінің физикалық қасиеттері бойынша қарапайым болып табылатын газ — бір атомды газ (гелий, неон, аргон және т.б.). Бір атомды идеал газдың ішкі энергиясы:
U 3 NkT 3 RT 2 A 2
деп берген дұрыс.
Егер сыртқы күштер жұмыс істейтін болса (оң немесе теріс), дененің ішкі энергиясы өзгеруі мүмкін. Мыса- лы, егер газ поршень астында цилиндрдегі поршень арқылы сығылса, онда сыртқы күштер Агазындағы кейбір оң жұмыстар жасайды. Сонымен қатар, газ тарапынан поршеньге әсер ететін қысым күші A= –A’жұмыс істейді. Егер газ көлемі аз көлемде
V өзгерсе, онда газ pSx = pV жұмысын орындай
ды, мұндағы p— газ қысымы, S— поршеньнің ауда- ны, ал x— оның қозғалысы. Ұлғаю кезінде газдың жұмысы оң болады, ал сығылған кезде ол теріс.
p
(1) A=pV p
(2)
0 V | |V V V
1 2
Жұмыс диаграммадағы (p, V) процестің графигіндегі ауданы сандық мәнге тең. Жұмыстың шамасы бастапқы күйден соңғы жағдайға көшу қалай бай- ланысты. Газды (1) күйден (2) күйге ауысатын үш түрлі процестер бейнеленген. Барлық үш жағдайда газ жұмыс жасайды.
