Термодинамический метод исследования, понятие о равновесном процессе. Уравнение состояния идеального газа, изопроцессы.

При термодинамическом методе исследования не рассматривается внутреннее строение изучаемых тел, а анализируются условия и количественные соотношения при различных превращениях энергии, происходящих в системе.

. Равновесный тепловой процесс — тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний. Равновесный тепловой процесс называется обратимым, если его можно провести обратно и в телах, окружающих систему, не останется никаких изменений. Реальные процессы изменения состояния системы всегда происходят с конечной скоростью, поэтому не могут быть равновесными. Реальный процесс изменения состояния системы будет тем ближе к равновесному, чем медленнее он совершается, поэтому равновесные процессы называют квазистатическими.

Изотермический процесс(закон Бойля-Мариотта: В идеальном газе при постоянной температуре произведение давления газа на его объём также постоянно.), при котором температура системы не изменяется (T=const) Изохорный процесс(законом Шарля: «Для данной массы газа при постоянном объёме его давление пропорционально температуре»), происходящий при постоянном объёме системы (V=const) Изобарный процесс(аконом Гей-Люссака: "При постоянном давлении отношение объёма постоянной массы газа к его абсолютной температуре является постоянной величиной".), происходящий при постоянном давлении в системе(P=const)

Состояние идеального газа характеризуют три параметра: давление, объём и температура. Зависимость между ними описывается уравнением:

где р - давление,

V_M - молярный объём,

R - универсальная газовая постоянная,

T - абсолютная температура (градусы Кельвина).

Так как V_M = V/n, где V - объём, n - количество вещества, а n =m/M, то

где m - масса газа, М - молярная масса. Это уравнение называется уравнением Менделеева-Клайперона.

При постоянной массе уравнение приобретает вид:

Это уравнение называют объединённым газовым законом.

Первый закон термодинамики, его содержание. Адиабатический процесс.

Первое начало термодинамики является обобщением экспериментального материала и представляет собой одну из форм закона сохранения энергии применительно к тепловым процессам. Этот закон содержит три величины: внутреннюю энергию U, работу А и теплоту Q. Установим физический смысл этих величин.

Адиабатический процесс Адиабатический процесс – это термодинамический процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой Q = 0. Этот процесс осуществляется при быстром расширении или сжатии. Первое начало термодинамики для адиабатического процесса имеет вид A dU (2.27) или A U U1 U2 , (2.28) т.е. при адиабатическом процессе система совершает работу за счет убыли внутренней энергии. При расширении (А > 0) газ охлаждается, т.к. U1 U2 , при сжатии (А < 0) газ нагревается, т.к. U1 U2 .