В формулы, которые мы получили для удельных теплоемкостей величины у входит величина v, равная числу степеней свободы молекулы, наших рассуждений следует, что v является целым числом и не должна за — от температуры. Что показывают экспериментальные данные? Рассмотрим одноатомные газы. Атомы, из которых они состоят, имеют оступательные степени свободы. В этом случае величина у точно […]

До сих пор мы имели дело только с замкнутыми системами, в которых рассматривалась некая фиксированная масса газа. Многие устройства, например, такие как турбина, являются открытыми системами, через которые проходит поток газа. Вместо того, чтобы фиксировать свое внимание на задан­ной массе газа, мы должны рассматривать заданный объем, через который про­ходит поток газа, претерпевающий некоторые термодинамические изменения. […]

Состояние заданного количества идеального газа полностью оп — [яется любыми двумя из трех переменных: давлением, объемом, темпера — й. Третья переменная может быть вычислена, если заданы две другие пере — гнные (при условии, что известно количество газа, выраженное в киломолях), і уравнения состояния идеального газа. Если газ переходит из одного состояния в другое, то можно […]

Выше мы обсуждали исключительно важный для термодинамики адиабатический процесс. Перейдем к рассмотрению другого, не менее важного, изотермического процесса. При любых условиях работа, совершаемая при расширении газа от объема V0 до объема Vl (см. § 2.7), равна

Предположим, что система, обсуждавшаяся выше и состоящая из цилиндра и поршня, теплоизолирована так. что между газом и окружающей средой нет обмена теплотой. В этом случае мы имеем адиабатические условия и можем записать, что d£=0. (39) Рассмотрим бесконечно малый шаг в процессе сжатия. Тогда работу можно представить в виде dW — pdV. (40) Из первого закона […]

Легко представить процесс сжатия, нарисовав зависимость дав­ления газа от его объема, как это сделано на рис. 2.2. О Прим. ред. Уравнение р Vі = const называется уравнением адиабаты. Адиабатический процесс является частным случаем политропических процессов. Политропическим процессом называется процесс изменения состояния, при котором теплоемкость газа остается постоянной и равной dQ/d’l. Уравнение политропы имеет вид pV" […]

Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндриче­ском сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А — площадь поверхности поршня. Если поршень переместился на расстояние dx, то газ со­вершил работу dW = pAdx (16) Объем, занятый газом, изменился на: dV=Adx. (17) […]

Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло — р ‘єн между газом внутри цилиндра и внешней средой отсутствует. При дви — Л — ии поршень может совершать работу W, связанную с поднятием некоторого ш. […]

При изменении температуры некоторого фиксированного коли­чества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его внутренней энергии при нагревании на 1 К (отнесенное к 1 кмо- тю газа) называется удельной теплоемкостью при постоянном объеме с, Id U v _ с […]

Полная внутренняя энергия U газа есть сумма энергии всех мо­лекул, и — IXc, = Roi) = xN{]V-kT = ^-RT. (10) Таким образом, внутренняя энергия U некоторого количества р газа зависит только от температуры У и от числа v степеней свободы, которое имеют состав­ляющие его молекулы.