2018-02-14
1237
Вся теплота, поступающая в систему, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы.
ΔQ=ΔU+ΔA
dQ =dU+pdV
Внутренняя энергия термодинамической системы состоит из: кинетической энергии молекул + потенциальной энергией взаимодействия молекул + энергия самих молекул.
Изохорный процесс (V = const; ∆V = 0).
| Поскольку работа расширения равна произведению давления и изменения объема, для изохорного процесса получаем: ∆U = Q-A |
| A=P∆V=0 |
| ∆U = QV |
| Т.е., приращение внутренней энергии равно количеству теплоты, поглощенной при постоянном объеме. |
Изотермический процесс (Т = const).
Из уравнения состояния одного моля идеального газа получаем:
Р = 
(I.6)
Отсюда:δА = PdV = RT 
(I.7)
Проинтегрировав выражение (I.6) от V1 до V2, получим
A= 
RT = RTln 
= RTln 
(1.8)
Изобарный процесс (Р = const).
∆U = Q-A
A= P∆V
Qp = ∆U + P∆V (1.12)
В уравнении (1.12) сгруппируем переменные с одинаковыми индексами. Получаем:
Qp = U2-U1 +P(V2-V1) = (U2 + PV2)-(U1 +PV1) (1.13)
Введем новую функцию состояния системы - энтальпию Н, тождественно равную сумме внутренней энергии и произведения давления на объем: Н = U + PV. Тогда выражение (1.13) преобразуется к следующему виду:
Qp = H2-H1= ∆ H (1.14)
Т.о., тепловой эффект изобарного процесса равен изменению энтальпии системы.
Адиабатический процесс (Q = 0, δQ = 0).
При адиабатическом процессе работа расширения совершается за счёт уменьшения внутренней энергии газа:
A = - 
dU= 
CvdT (1.15)
В случае если Сv не зависит от температуры (что справедливо для многих реальных газов), работа, произведённая газом при его адиабатическом расширении, прямо пропорциональна разности температур:
A = -CV∆T (1.16)
