Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.

1.Молярная теплоемкость при постоянном объеме: .

Но при изохорном процессе работа не совершается, следовательно: .

2. Молярная теплоемкость при постоянном давлении: .

3. Связь между теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме:

- уравнение Майера для идеального одноатомного газа.

уравнекние Майера

4. Теплоемкость при изотермическом процессе: т.к. температура не меняется, то теплоемкость бесконечна.

Работа в термодинамике.
В термодинамике движение тела как целого не рассматривается и речь идет о перемещении частей макроскопического тела относительно друг друга. При совершении работы меняется объем тела, а его скорость остается раной нулю. Носкорости молекул тела меняются! Поэтому меняется температура тела. Причина в том, что при столкновении с движущимся поршнем (сжатие газа) кинетическая энергия молекул изменяется - поршень отдает часть своей механической энергии. При столкновении с удаляющимся поршнем (расширение) скорости молекул уменьшаются, газ охлаждается. При совершении работы в термодинамике меняется состояние макроскопических тел: их объем и температура.
- сила, действующая на газ со стороны поршня. А - работа внешних сил по сжатию газа. - сила, действующая на поршень со стороны газа. А' - работа газа по расширению. = - - по 3-ему з-ну Ньютона. Следовательно: А= - А' = pS, где p- давление, S - площадь поршня. Если газ расширяется: Δh=h₂ - h₁ - перемещение поршня. V₁=Sh₁; V₂=Sh₂.
Тогда: A'=F'Δh=pS(h₂ - h₁)=p(Sh₂ - Sh₁)=p(V₂-V₁)=pΔV
При расширении работа газа положительна. При сжатии - отрицательна. Таким образом: A' = pΔV - работа газа A= - pΔV - работа внешних сил.
Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, получим:
Эти выражения справедливы при очень малых (!) изменениях объема или при постоянном давлении (т.е. в изобарном процессе)
Физический смысл универсальной газовой постоянной. - универсальная газовая постоянная численно равна работе 1 моля идеального газа при изобарном нагревании на 1 К.
Геометрическое истолкование работы.
В изобарном процессе площадь под графиком в координатах p,V численно равна работе (вспомните - перемещение на графике скорости!).
В общем случае надо процесс разбить на малые части и сосчитать элементарные работы, а затем их сложить (процесс интегрирования): Например, в изотермическом процессе .
В изохорном процессе объем не меняется, следовательно, в изохорном процессе работа не совершается! В адиабатном процессе .

⇐ Предыдущая 12