Термодинамика Раздел физики, в котором изучаются свойства тел без использования представлений о характере движения и взаимодействия частиц, из которых они состоят, называется термодинамикой. Совокупность физических тел, изолированную от взаимодействия с другими телами, называют изолированной термодинамической сиcтемой. Важнейшим параметром термодинамической системы является ее внутренняя энергия. Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом. 3 Е kT 2 × m N NA M 3m U RT 2M Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его температуре. В общем виде: i m U RT 2M i = 3 – одноатомный газ (Не, Аr) i = 5 – двухатомный газ (Н2, О2) i = 6 – многоатомный газ (СО2, воздух) À Fl pSl pS l2 l1 pV Работа расширения газа равна произведению давления газа на изменение его объема. Количественную меру изменения внутренней энергии при теплообмене называют количеством теплоты. Q Дж Q cmt 2 t1 Количество теплоты, поглощаемое телом при нагревании Q qm Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива Q m Количество теплоты, необходимое для плавления тела, взятого при температуре плавления. Q rm Количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости, взятой при температуре парообразования. Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики. Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: U À Q Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами: Q U A Применение первого закона термодинамики к изопроцессам: Изотермический – Т = соnst → ΔU = 0 Изобарический – Изохорический – V = соnst → ΔV = 0 → А = 0 Адиабатный – Q = 0 Q A Q U A Q U U A Адиабатным процессом называется процесс изменения объема и давления газа при отсутствии теплообмена с окружающими телами, т . е при условии Q = 0. --- адиабата --- изотерма À Q1 Q2 Q1 Q1 Отношение работы к количеству теплоты, полученной расширяющимся газом от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия тепловой машины.