Законы термодинамики. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Законы термодинамики

· Нулевой

Если каждая из двух термодинамических систем находится в тепловом равновесии с некоторой третьей, то они находятся в тепловом равновесии друг с другом.

· Первый

Для любого термодинамического цикла сумма чистого тепла, доставленного в систему, и чистой работы, совершённой системой, равна нулю.

· Второй

Энтропия изолированная система не в равновесии имеет тенденцию увеличиваться с течением времени, приближаясь к максимальному значению в равновесии.

· Третий

При стремлении температуры к абсолютному нулю, энтропия системы приближается к постоянному минимуму.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Под внутренней энергией термодинамической системы понимают кинетическую энергию теплового движения ее молекул и потенциальную энергию их взаимодействия. Она зависит от параметров состояния V,T . Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре:

Для газов, состоящих из более сложных молекул, также U ~ Т , но коэффициент пропорциональности другой. Это объясняется тем, что такие молекулы не только движутся поступательно, но и вращаются.

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом.

Количество теплоты - это энергия, переданная телу в результате теплообмена.

Теплоемкость С - количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m на 1 К. Удельная теплоемкость с - это количество теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 К: c=C/m

Для изменения температуры вещества массой m от Т1 до Т2 ему необходимо сообщить количество теплоты

Коэффициент с в этой формуле называют удельной теплоемкостью: [с]=1 Дж/(кг*К).

При нагревании тела Q > 0, при охлаждении Q < 0.

Для того, чтобы жидкость массы m полностью превратить в пар, ей необходимо передать количество теплоты

Q=rm

где r - удельная теплота парообразования: [r] = 1 Дж/кг .

Удельная теплота парообразования - это количество теплоты, которое необходимо для превращения 1 кг жидкости в пар при постоянной температуре.

Конденсация - процесс, обратный испарению.

Для того, чтобы расплавить полностью тело массой m , ему необходимо сообщить количество теплоты

Q= λm

где - удельная теплота плавления: {λ} = 1 Дж/кг .

Удельная теплота плавления - это количество теплоты, которое необходимо для плавления 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления.

Кристаллизация - процесс, обратный плавлению.

Для замкнутой системы, состоящей из N тел, можно записать уравнение теплового баланса:

Q1+...+Qn=0

где Q1, ... , QN - количества теплоты, полученные или отданные телами.

⇐ Предыдущая 12