Почему при изотермическом процессе к газу подводится теплота кратко
Обновлено: 07.07.2024
Линия 1—2 ― это изотермический процесс в р,v-диаграмме.
Согласно закону Бойля—Мариотта рv=const ― уравнение изотермы.
В р, v-диаграмме изотермический процесс изображается гиперболой,
то есть линией, которая симметрично располагается относительно
В изотермическом процессе вся теплота, сообщаемая газу
расходуется полностью на работу расширения.
В р, v-диаграмме при изотермическом процессе работа ― это площадь под гиперболой.
Итак, основные положения пройденного материала.
Изобарный процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянном давлении в системе.
Изохорный процесс―это термодинамический процесс, проходящий при постоянном объёме системы.
Изотермический процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянном температуре системы.
Политропный процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянной теплоёмкости газа.
Теплота ― это часть изменения полной энергии системы в термодинамической системе, обусловленная разностью температур с другими системами и наличием трения.
Работа ― это часть изменения полной энергии системы в термодинамичесом процессе, обусловленная действием её против внешних сил.
Теплоёмкостьюназывается количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы нагреть его на 1 0 С или 1 К.
Контрольные вопросы.
1. Что является характерным признаком необратимых процессов и сопровождается потерей внешней работы?
А. Окружающая среда. В. Трение. С. Теплота. D. Работа.
2. Какой процесс называется политропным?
А. При постоянном объёме. В. При постоянном давлении.
С. При постоянной температуре. D. При постоянной теплоёмкости.
А. Показатель политропы. В. Показатель изотермы.
C. Показатель адиабаты. D. Показатель изобары.
А. Показатель политропы. В. Показатель изотермы.
C. Показатель адиабаты. D. Показатель изохоры.
А. Изохорный. В. Изобарный.
С. Изотермический. D. Политропный.
6. Закончите фразу: для каждого политропного процесса показатель политропы n ― величина………….
А. Величина переменная. В. Величина бесконечная.
С. Величина постоянная. D. Величина бесконечно малая.
1.4.11. Адиабатный процесс
В р,v-диаграмме адиабатный процесс 1—2. Внешнее
тепло в адиабатном процессе не участвует, то есть q=0.
Такой процесс соответствует случаю, когда сосуд, вмещающий в себя газ, изолирован в тепловом отношении от окружающей среды.
В адиабатном процессе работа расширения совершается только за счёт внутренней энергии газа и при сжатии, происходящем за счёт действия внешних сил, вся совершаемая ими работа идёт на увеличение внутренней энергии газа.На р, v-диаграммевнутренняя работа газа ― это площадь фигуры 1-v1-v2-2.
Уравнение кривой адиабатного процесса имеет вид: рv k =сonst. В этом выражении k называется показателем адиабаты, или коэффициентом Пуассона.
На р,v-диаграмме при расширении газа направление процесса от точки 1 к точке 2 и величина внутренней работы газа ℓ положительна. И, наоборот, при сжатии газа (от точки 2 к точке 1) величина внутренней работы газа ℓ отрицательна.
Адиабатному расширению газа, когда его внутренняя энергия уменьшается, соответствует понижению его температуры, и наоборот, адиабатному сжатию газа, когда его внутренняя энергия увеличивается, соответствует повышение его температуры.
Проведённое выше рассмотрение политропного и основных термодинамических процессов позволяет сделать следующие выводы:
1. Основные термодинамические процессы ― изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный ― являются частными случаями политропных процессов, охватывающих совокупность процессов, определяемых уравнением рv n =const, с различными значениями показателя степени (политропы) n: от - до + .
2. В политропном процессе в общем случае подводимое к газу тепло расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы.
3. В изотермическом процессе всё подводимое к газу тепло расходуется на совершение работы увеличения его объёма, а внутренняя энергия газа остаётся при этом неизменной. При изотермическом сжатии всё тепло, в которое превращается работа внешних сил при неизменной внутренней энергии газа, отводится от него.
4. В изохорном процессе всё подводимое к рабочему телу тепло расходуется на увеличение внутренней энергии рабочего тела.
5. В изобарном процессе только часть подводимого тепла расходуется на изменение внутренней энергии, а остальная часть его расходуется на работу расширения рабочего тела.
Линия 1—2 ― это изотермический процесс в р,v-диаграмме.
Согласно закону Бойля—Мариотта рv=const ― уравнение изотермы.
В р, v-диаграмме изотермический процесс изображается гиперболой,
то есть линией, которая симметрично располагается относительно
В изотермическом процессе вся теплота, сообщаемая газу
расходуется полностью на работу расширения.
В р, v-диаграмме при изотермическом процессе работа ― это площадь под гиперболой.
Итак, основные положения пройденного материала.
Изобарный процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянном давлении в системе.
Изохорный процесс―это термодинамический процесс, проходящий при постоянном объёме системы.
Изотермический процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянном температуре системы.
Политропный процесс― это термодинамический процесс, проходящий при постоянной теплоёмкости газа.
Теплота ― это часть изменения полной энергии системы в термодинамической системе, обусловленная разностью температур с другими системами и наличием трения.
Работа ― это часть изменения полной энергии системы в термодинамичесом процессе, обусловленная действием её против внешних сил.
Теплоёмкостьюназывается количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы нагреть его на 1 0 С или 1 К.
Контрольные вопросы.
1. Что является характерным признаком необратимых процессов и сопровождается потерей внешней работы?
А. Окружающая среда. В. Трение. С. Теплота. D. Работа.
2. Какой процесс называется политропным?
А. При постоянном объёме. В. При постоянном давлении.
С. При постоянной температуре. D. При постоянной теплоёмкости.
А. Показатель политропы. В. Показатель изотермы.
C. Показатель адиабаты. D. Показатель изобары.
А. Показатель политропы. В. Показатель изотермы.
C. Показатель адиабаты. D. Показатель изохоры.
А. Изохорный. В. Изобарный.
С. Изотермический. D. Политропный.
6. Закончите фразу: для каждого политропного процесса показатель политропы n ― величина………….
А. Величина переменная. В. Величина бесконечная.
С. Величина постоянная. D. Величина бесконечно малая.
1.4.11. Адиабатный процесс
В р,v-диаграмме адиабатный процесс 1—2. Внешнее
тепло в адиабатном процессе не участвует, то есть q=0.
Такой процесс соответствует случаю, когда сосуд, вмещающий в себя газ, изолирован в тепловом отношении от окружающей среды.
В адиабатном процессе работа расширения совершается только за счёт внутренней энергии газа и при сжатии, происходящем за счёт действия внешних сил, вся совершаемая ими работа идёт на увеличение внутренней энергии газа.На р, v-диаграммевнутренняя работа газа ― это площадь фигуры 1-v1-v2-2.
Уравнение кривой адиабатного процесса имеет вид: рv k =сonst. В этом выражении k называется показателем адиабаты, или коэффициентом Пуассона.
На р,v-диаграмме при расширении газа направление процесса от точки 1 к точке 2 и величина внутренней работы газа ℓ положительна. И, наоборот, при сжатии газа (от точки 2 к точке 1) величина внутренней работы газа ℓ отрицательна.
Адиабатному расширению газа, когда его внутренняя энергия уменьшается, соответствует понижению его температуры, и наоборот, адиабатному сжатию газа, когда его внутренняя энергия увеличивается, соответствует повышение его температуры.
Проведённое выше рассмотрение политропного и основных термодинамических процессов позволяет сделать следующие выводы:
1. Основные термодинамические процессы ― изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный ― являются частными случаями политропных процессов, охватывающих совокупность процессов, определяемых уравнением рv n =const, с различными значениями показателя степени (политропы) n: от - до + .
2. В политропном процессе в общем случае подводимое к газу тепло расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы.
3. В изотермическом процессе всё подводимое к газу тепло расходуется на совершение работы увеличения его объёма, а внутренняя энергия газа остаётся при этом неизменной. При изотермическом сжатии всё тепло, в которое превращается работа внешних сил при неизменной внутренней энергии газа, отводится от него.
4. В изохорном процессе всё подводимое к рабочему телу тепло расходуется на увеличение внутренней энергии рабочего тела.
5. В изобарном процессе только часть подводимого тепла расходуется на изменение внутренней энергии, а остальная часть его расходуется на работу расширения рабочего тела.
Железнобитонная плита размером 4 м * 0,5 м * 0,25 м погружена в воду наполовину. какова архимедова сила, действующая сила на нее? плотность воды 1000 кг/м3
Велосипед движется равномерно по окружности радиусом 100 м и делает 1 оборот за 2 мин. Путь и перемещение велосипедиста за 1 мин соответственно равны
1. Классификацию галактик Хаббла часто называют камертонной. Поясните причину такого названия. 2. Определите, какой промежуток времени требуется свету, чтобы пересечь Большое и Малое Магеллановы Облака в поперечнике
Возьмем для примера изотермическое расширение газа в сосуде под поршнем. В этом случае часть кинетической энергии молекул передается поршню, т. е. температура уменьшается. Это означает, что для поддержания постоянной температуры газа ему нужно передавать тепло. Если же газ изотермически сжимают в сосуде с поршнем, то для поддержания постоянной температуры тепло должно отводиться.
Ответ:
при последовательном соединении сила тока на обоих резисторах одинаковая, следовательно по закону Ома на большем сопротивлении есть больше напряжение
СИ: 108 км/ч = 30 м/с
Число молекул:
N = m / m₀ = 0,02 / 4*10⁻²⁶ = 5*10²³
E = N* или
E = N*(3/2)*k*T (здесь k - постоянная Больцмана, =(3/2)*k*T - энергия одной молекулы)
T = 2*E / (3*k*N) = 2*5200 / (3*1,38*10⁻²³*5*10²³) ≈ 502 К
или
t = 502-273 ≈ 230°C
К сети напряжением 120 В параллельно подключены три лампы мощностью 40 Вт каждая и холодильник, потребляющий ток 2 А. Определите
Картонный ящик содержит N=50 плиток шоколада. Вес ящика 54 H. Определите массу одной плитки шоколада, если масса пустого ящика m
Помогите пожалуйста-7.14. Как изменяется осадка корабля (глубина погружения) при переходе из реки в море? Объясните. А. Увеличив
Нагреваемый при постоянном давлении идеальный одноатомный газ совершил работу 400 дж,какое количество теплоты было передано газу
Электрон, влетает в однородные магнитное поле под углом 60 ° к линиям магнитной индукции, движется по спирали диаметром 10 см с
Бамбук растет со скоростью 0.001 см/с. на сколько он вырастет за сутки? ребята,помогите пожалуйста! мне решение нужно
В люстре горят две лампы мощностью 60 Вт и 40 Вт. Напряжение на концах нитей накаливания ламп 230 В. Какова сила тока в каждой л
Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы являются частными случаями политропного процесса.
При исследовании термодинамических процессов определяют:
- уравнение процесса в p—v иT—s координатах;
- связь между параметрами состояния газа;
- изменение внутренней энергии;
- величину внешней работы;
- количество подведенной теплоты на осуществление процесса или количество отведенной теплоты.
Изохорный процесс
При изохорном процессе выполняется условие v = const.
Из уравнения состояния идеального газа (pv = RT) следует:
т. е. давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:
Работа расширения в изохорном процессе равна нулю (l = 0), так как объем рабочего тела не меняется (Δv = const).
Количество теплоты, подведенной к рабочему телу в процессе 1-2 при cv = const определяется по формуле:
Т. к.l = 0, то на основании первого закона термодинамики Δu = q, а значит изменение внутренней энергии можно определить по формуле:
Изменение энтропии в изохорном процессе определяется по формуле:
Изобарный процесс
Изобарным называется процесс, протекающий при постоянном давлении p = const. Из уравнения состояния идеального газа слуедует:
т. е. в изобарном процессе объем газа пропорционален его абсолютной температуре.
Работа будет равна:
Количество теплоты при cp = const определяется по формуле:
Изменение энтропии будет равно:
Изотермический процесс
При изотермическом процессе температура рабочего тела остается постоянной T = const, следовательно:
т. е. давление и объем обратно пропорциональны друг другу, так что при изотермическом сжатии давление газа возрастает, а при расширении – снижается.
Работа процесса будет равна:
Так как температура остается неизменной, то и внутренняя энергия идеального газа в изотермическом процессе остается постоянной (Δu = 0) и вся подводимая к рабочему телу теплота полностью превращается в работу расширения:
При изотермическом сжатии от рабочего тела отводится теплота в количестве, равном затраченной на сжатие работе.
Изменение энтропии равно:
Адиабатный процесс
Адиабатным называется процесс изменения состояния газа, который происзодит без теплообмена с окружающей средой. Так как dq = 0, то уравнение первого закона термодинамики для адиабатного процесса будет иметь вид:
В адиабатном процессе работа расширения совершается только за счет расходования внутренней энергии газа, а при сжатии, происходящем за счет действия внешних сил, вся совершаемая ими работа идет на увеличение внутренней энергии газа.
Обозначим теплоемкость в адиабатном процессе через cад, и условие dq = 0 выразим следующим образом:
Это условие говорит о том, что теплоемкость в адиабатном процессе равна нулю (cад = 0).
и уравнение кривой адиабатного процесса (адиабаты) в p, v-диаграмме имеет вид:
В этом выражении k носит название показателя адиабаты (так же ее называют коэффициентом Пуассона).
Из предыдущих формул следует:
Техническая работа адиабатного процесса (lтехн) равна разности энтальпий начала и конца процесса (i1 – i2).
Адиабатный процесс, происходящий без внутреннего трения в рабочем теле, называется изоэнтропийным. В T, s-диаграмме он изображается вертикальной линией.
Обычно реальные адиабатные процессы протекают при наличии внутреннего трения в рабочем теле, в результате чего всегда выделяется теплота, которая сообщается самому рабочему телу. В таком случае ds > 0, и процесс называется реальным адиабатным процессом.
Политропный процесс
Политропным называется процесс, который описывается уравнением:
Показатель политропы n может принимать любые значения в пределах от -∞ до +∞, но для данного процесса он является постоянной величиной.
Из уравнения политропного процесса и уравнения Клайперона можно получить выражение, устанавливающее связь между p, vи Tв любых двух точках на политропе:
Работа расширения газа в политропном процессе равна:
В случае идеального газа эту формулу можно преобразовать:
Количество подведенной или отведенной в процессе теплоты определяется с помощью первого закона термодинамики:
представляет собой теплоемкость идеального газа в политропном процессе.
При cv, k и n = const cn = const, поэтому политропный процесс иногда определят как процесс с постоянной теплоемкостью.
Политропный процесс имеет обобщающее значение, ибо охватывает всю совокупность основных термодинамических процессов.
Графическое представление политропа в p, v координатах в зависимости от показателя политропа n.
pv 0 = const (n = 0) – изобара;
pv = const (n = 1) – изотерма;
p 0 v = const, p 1/∞ v = const, pv ∞ = const – изохора;
n > 0 – гиперболические кривые,
Читайте также: