ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ

МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

6. ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ

6.2. ЗАКОНИ ТЕРМОДИНАМІКИ

6.2.1. ПЕРШИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Закон збереження і перетворення енергії, поширений на теплові явища, називають першим законом термодинаміки: зміна внутрішньої енергії AU при переході її із одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил А' і кількості теплоти Q, переданої системі:

∆U = Q + А'.

Якщо система сама виконує роботу А, то (оскільки А' = -А) перший закон термодинаміки зручно формулювати так:

кількість теплоти Q, передана системі, витрачається на зміну її внутрішньої енергії ∆U і на виконання системою роботи А:

Q = ∆U + А.

Застосування першого закону термодинаміки до різних ізопроцесів у газах подано в таблиці.

Ізопроцеси у газах

Ізотермічний

Т = const,

m = const

Ізохорний

V = const,

m = const

Ізобарний

p = const,

m = const

Адіабатний

Q = 0

∆Т = 0

∆V = 0

∆p = 0

Q = 0

∆U = 0

A = 0

Q = ∆+ A

∆U + A = 0

Q = A

Q = ∆U

∆U = 0

∆U = A'

6.2.2. АДІАБАТНИМ ПРОЦЕС

Адіабатний процес — процес, який відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем, процес в теплоізольованій системі (рис. 6.6, а):

Q = 0.

♦ Під час адіабатного розширення газ виконує роботу за рахунок зменшення внутрішньої енергії (∆U = -A), тому при адіабатному розширенні температура газу знижується;

♦ Якщо газ стискають, то робота зовнішніх сил А' повністю витрачається на збільшення його внутрішньої енергії (∆U = А'), тому при адіабатному стисненні температура газу підвищується.

♦ Оскільки ідеальної теплоізолюючої оболонки в природі бути не може, то адіабатний процес у реальних умовах може бути тільки швидкоплинним: Q 0.

Графік адіабатного процесу в координатах р > V (рис. 6.6, б).

Рис. 6.6

Адіабата (Q = 0) розміщується більш круто, ніж ізотерма (Т = const). Це пояснюється тим, що при адіабатному стисненні збільшення тиску газу зумовлено не тільки збільшенням концентрації, як при ізотермічному стисненні, а й підвищенням температури.

6.2.3. ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Другий закон термодинаміки

• Неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним наслідком якого було б повне перетворення на роботу теплоти, отримуваної від нагрівана (формулювання Кельвіна).

• Неможливий процес, єдиним результатом якого є передача енергії у формі теплоти від менш нагрітого тіла до більш нагрітого (формулювання Клаузіуса).

• Вічний двигун другого роду неможливий, тобто двигун, ККД якого при перетворенні теплоти на роботу дорівнює 100 % (формулювання Карно).

Упорядкований рух може переходити в неупорядкований спонтанно (природний процес) — це, наприклад, перетворення механічної енергії на теплову. Зворотний процес спонтанно відбуватися не може (необоротний процес), але він можливий за умови виконання роботи зовнішніми силами.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.