![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория. · определить отношения теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме с помощью виртуальной модели .Стр 1 из 3Следующая ⇒
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС Цель работы: · определить отношения теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме с помощью виртуальной модели Приборы и принадлежности: · персональный компьютер · компьютерные модели «Открытая физика 1.1».
Краткая теория Теплота есть форма беспорядочного (теплового) движения образующих тело частиц. Количественной мерой теплоты служит количество теплоты, т. е. количество энергии, получаемой или отдаваемой системой при теплообмене. В термодинамики для характеристики тепловых свойств тел используется понятие теплоёмкости. Теплоёмкостью вещества называют количество теплоты, получаемое телом при нагревании на 1 градус. Определение теплоёмкости математически можно записать виде
т. е. теплоёмкость вещества – отношение количества теплоты, поглощаемое телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению. Теплоёмкость единицы массы вещества называют удельной теплоёмкостью:
теплоемкость одного моля – молярной (мольной) теплоёмкостью:
По отношению к газам различают две теплоёмкости: теплоёмкость при постоянном объеме Термодинамический процесс, протекающий при постоянном объеме (
т.е. при изохорическом процессе вся подводимая к газу теплота затрачивается на увеличение внутренней энергии газа. Учитывая, что изменение внутренней энергии произвольного газа равно
где
Термодинамический процесс, протекающий при постоянном давлении (
т.е. теплота, переданная газу при изобарическом процессе, затрачивается на увеличение внутренней энергии газа и на совершение внешней работы. Учитывая, что работа газа равна
из выражения (2) получаем:
Или учитывая выражение (5) получаем:
Это выражение называется уравнением Майера. Оно показывает, что молярная изобарическая теплоёмкость Адиабатическим (адиабатным) процессом называется термодинамический процесс, который осуществляется в системе без теплообмена её с внешними телами. Осуществить процесс близкий к адиабатному можно в том случае, если газ находиться внутри оболочки с очень хорошими теплоизоляционными свойствами. Адиабатными можно считать быстро протекающие процессы. Кратковременность процесса приводит к тому, что газы не успевают обмениваться теплотой с окружающей средой. Так, например, в звуковых волнах большие частоты колебаний газа приводят к сжатиям и разрежениям, которые могут считаться адиабатными. Вследствие большой скорости взрыва горючей смеси при работе двигателя внутреннего сгорания можно считать, что этот процесс происходит адиабатически. Так как, передачи теплоты при адиабатическом процессе не происходит, то
и уравнение первого начала термодинамики для адиабатногопроцесса принимает вид
откуда
т.е .при адиабатическом процессе внешняя работа газа может производится вследствие изменения его внутренней энергии. Предположим, что взят 1 моль газа (
Разделив это уравнение на уравнение состояние идеального газа (уравнение Клапейрона – Менделеева) для 1 моля газа
получим
Из уравнения Майера,
Отношение теплоёмкостей обозначим
тогда выражение (13) примет вид:
Интегрируя это уравнение, получим
где А – постоянная. Преобразуя уравнение (16) и потенцируя его, находим
Используя уравнение состояния идеального газа (11), можно переписать полученное уравнение в виде:
Это уравнение адиабатного процесса называется уравнение Пуассона. Показатель степени
и Рассмотрим адиабатный процесс перехода газа из термодинамического состояния, характеризующееся давлением
Логарифмируя полученное уравнение, находим, что
|