|
Состояние системы имеет фиксированные значения макроскопических параметров, описывающих систему в целом. Параметры, характеризующие систему в целом, называются параметрами состояния. Примерами являются температура, давление, объем и т. д.
Равновесным называется такое состояние системы, при котором все параметры системы имеют определенные значения, остающееся неизменными сколь угодно долго при неизменных внешних условиях.
Обратимым называется процесс, при реализации которого в обратном направлении система проходит через те же состояния, что и при прямом ходе, но в обратной последовательности. Равновесные процессы всегда обратимы.
Круговым процессом (циклом) называется процесс, при котором система после ряда изменений возвращается в исходное состояние.
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона)
Теплоемкость тела численно равна отношению количества тепла δQ, сообщенного телу, к изменению температуры тела dT, которое при этом произошло:
Удельной теплоемкостью вещества называется отношение теплоемкости к массе тела.
Если тело не меняет свой объем, то оно не совершает работы, поэтому при постоянном объеме тела переданное телу тепло δQ идет на изменение его внутренней энергии dU.
Теплоемкость при постоянном объеме идеального газа, молекулы которого имеют i степеней свободы:
Теплоемкость при постоянном давлении
Отношение
является константой (в определенном диапазоне температур) для данного газа. Эта константа называется показателем адиабаты.
Формула
устанавливает связь отношения теплоемкостей γ с числом степеней свободы молекулы газа i.
Число (количество) степеней свободы есть минимальное количество независимых координат, необходимых для однозначного описания положения молекулы в пространстве или минимальное количество независимых движений, суперпозиция которых дает любое движение молекулы.
Поступательное движение всегда дает 3 степени свободы.
Вращательное движение не учитывается для одноатомных молекул, дает 2 степени свободы для линейной молекулы и 3 степени свободы, если атомы в молекуле не расположены на одной линии.
Колебательное движение дает 2nКОЛ степеней свободы, где nКОЛ – количество независимых колебаний атомов в молекуле (у двухатомной молекулы nКОЛ = 1). При недостаточно высоких температурах на возбуждение колебаний не затрачивается энергия, передаваемая газу, поэтому nКОЛ = 0).
Адиабатическим называется процесс, происходящий без теплообмена с внешней средой (δQ = 0). Уравнение адиабаты:
pVγ= const.
После логарифмирования получим
lg p = –γlg V + lg const,
а для приращений
Δ lg p = –γ∙Δlg V.
Принято также выделять изотермический, изобарический и изохорический процессы.
|
, полученную из (4).