Energia interna e calor do gás ideal - energia média. Energia interna e calor do gás ideal

Energia interna e calor do gás ideal Energia interna de uma molécula Como as moléculas do gás ideal no país não estão interconectadas, a energia interna do gás é cara, a quantidade de energia interna é necessária para todas as moléculas.

Calor Calor de calor é a quantidade de calor adicional, se você precisar aumentar a temperatura em 1 grau para aquecer o calor em um grau: se m = 1 kg

Pitoma heat (s) - a quantidade de calor, é necessário aquecer uma massa de fala em um grau. [с] = Para gases, a capacidade de calor molar de todos os gases é controlada manualmente, a quantidade de calor necessária para aquecer 1 mol de gás em 1 grau: Cμ = c Massa molar μ)

O aquecimento do sistema termodinâmico permanecerá devido ao fato de que o suporte do sistema muda antes da hora de aquecimento. De maior interesse é o calor para as pessoas que precisam ser aquecidas V = Const (c. V) p = Const (cp).

V = Const (c. V) Se o gás for aquecido com uma conexão constante, então o calor será fornecido se o gás for aquecido, de forma que haja uma mudança em sua energia interna. Os robôs nesses objetos não podem ser vistos. d. QV = d. U (d. A = 0) Porque para 1 molares T. o. CV não está na temperatura, mas não está no número de etapas de liberdade e não está no número de átomos na molécula do gás.

p = Const (cp) Se você aquecer o gás em uma morsa constante (CP) perto de um vaso com um pistão, então o calor, que é fornecido, é ligado tanto para o aquecimento do gás, quanto para a robótica. Para isso, ajustando T por 1 até obter mais calor, menos na queda V = Const Otzhe, СР> СV

Uma orelha de TD gravável para um gás molar é distribuída por d. T CV З main іvnyannya MKT maєmo: p. Vμ = RT / p So. robô, visto que 1 mol é ideal para gás a uma temperatura ajustada de 1 K para gás pós-termo R.

O número de etapas de liberdade, como se manifestar em capacidade de calor, mentir em termos de temperatura. Pequena. a ausência de capacidade molar de calor СV em termos de temperatura para argônio (Ar) e água (H 2) .Os resultados de MCT são válidos para intervalos de temperatura singulares, em que o intervalo de pele mostra seu número de etapas de liberdade.

A estagnação da primeira orelha da termodinâmica antes dos processos do processo é um processo que ocorre com um valor constante de um dos principais parâmetros termodinâmicos - P, V ou T. 2) o processo isobárico, com qualquer pegada, deve ser feito pela lateral do sistema para drenar o corpo, para se tornar permanente (p = const). 3) um processo isotérmico, no qual a temperatura do sistema permanecerá inalterada (T = const). 4) um processo adiabático, com um amplo processo de difusão de troca de calor a partir do meio do dia (d. Q = 0; Q = 0)

O processo isotérmico é um processo que é exibido em um sistema físico para uma temperatura constante (T = const). Em um gás ideal durante um processo isotérmico, o aperto de uma garra é permanente - Lei de Boyle Mariott: É conhecido por um gás de robô durante um processo isotérmico:

Fórmula de Vikoristovuchi U = s. VT é aceitável d. U = c. V d. T = 0 Otzhe, a energia interna do gás para o processo isotérmico não muda. Ou seja, durante o processo isotérmico, todo o calor que é gerado pelo gás, se os robôs estiverem trabalhando nele, fica no solo. Além disso, quando o gás é expandido, a temperatura não diminuiu, antes do gás, é necessário aumentar a quantidade de calor, para que os robôs nas últimas paredes sejam necessários.

O processo isocórico é um processo que ocorre em sistemas físicos durante a comunicação pós-vida (V = const). - Lei de Charles No processo isocórico de um robô mecânico, nenhum gás é gerado.

Processo isocórico: V = const 1. Para o padrão de ideal 2. para gás para duas temperaturas T 1 e T 2 3. a 4. etapas 5. No processo 1 6. No processo 1 2 para aquecer o gás 3 para resfriar o gás

Deixe a espiga de moinho mudar para um gás normal T 0 = 0 ° C = 273,15 ° K, p0 = 1 atm, apenas para uma dada temperatura. A = pd. V = 0, então com um processo isocórico, o gás não parece ser robótico nos últimos espaços. Ao mesmo tempo, o calor é transferido para o gás d. Q = d. A + d. U = d. U Tobto, durante o processo isocórico, todo o calor que é transferido para o gás, onde a energia interna é aumentada.

O processo isobárico é um processo visto em sistemas físicos com um vício permanente (P = const). const é a lei de Gay. Lussac

2) Processo isobárico: p = const No processo isobárico, o gás viaja para o robô do robô em linha reta. Rivnyannya para o estande de gás ideal será reconhecido

É regravável reescrever a permanência da mente nos olhos A proporção da abertura do sensor físico da constante de gás R - você obtém o robô 1 do gás ideal, de modo que possa ser usado quando o cérebro for aquecido por 1 °. Ao mesmo tempo, um moinho de espiga é um moinho de gás ideal para mentes normais (T 0, V 0), que é ideal para gás V em uma alta temperatura T em um processo isobárico de um gás de alto volume em uma aderência constante da temperatura proporcional - lei de Gay-Lussac.

Um processo adiabático é um processo em um sistema físico sem transferência de calor para o sistema de aquecimento (Q = 0). Rivnyannya Poisson. γ - indicador de adiabati.

4) Processo adiabático: d. Q = 0 No caso de processo adiabático de troca de calor entre gás e meio líquido. O primeiro ouvido da termodinâmica é obcecado d. A = - d. Para isso, no processo adiabático do robô, o gás acima dos novos prédios funcionará para a troca de energia interna. Vikoristannia d. U = c. Vd. T; d. A = pd. V é conhecido pd. V = - c. V d. T Do lado, do nível do gás ideal próximo d (p. V) = pd. V + Vdp = Rd. T

Крім d. T pode ser reconhecido pd. V = - c. V (pd. V + vdp) / R

O restante da fórmula pode ser reescrito no viglyad Otzhe ryvnyannya processo adiabático - rivnya Oskilka de Poisson> 1, então adiabati vise muda do shvidshe geral, mais baixo na isoterma.

Vikoristovuchi іvnyannya se tornará um gás ideal, retrabalhando o іvnyannya de Poisson à vista.

Um processo politrópico é um processo que protege contra uma capacidade de calor constante, cm = const. de cm - calor molar. de n - indicador de politropia.

Do lado, do nível do gás ideal, que você pode escrever Oskilka c. P = c. V + R então

Processos adiabáticos de entropia em sistemas termodinâmicos podem ser igualmente importantes e sem importância. Para caracterizar um processo adiabático igualmente importante, é possível fazer backup do valor físico, que foi perdido em um trecho contínuo do processo; її foi chamado de entropia S. Entropia є tal função do sistema será uma mudança elementar no caso de uma transição igualmente importante do sistema de um moinho para o outro

Mudança do centro nos processos Se o sistema tem uma transição muito importante do estágio 1 para o estágio 2, então mudança do centro: Conhecemos a mudança do centro nos processos do gás ideal. Bo e então

Mudança aborígine de energia S 1 2 Gás ideal durante a transição do estágio 1 para o estágio 2 não se encontra ao longo do caminho de transição 1 2. Processo isocórico: processo isobárico: p 1 = p 2 Processo isotérmico: T 1 = T 2 processo adiabático :

Otzhe, S = const, o processo adiabático é chamado de processo de izoentropia. Em todos os casos, se o sistema rejeita o calor, então Q é positivo, mesmo S 2> S 1 e a entropia do sistema aumenta. Se o sistema produz calor, então Q é um sinal negativo і, do mesmo, S 2

Os processos podem ser exibidos graficamente em sistemas de coordenadas, ao longo dos eixos dos quais os parâmetros são inseridos. torno p - volume V temperatura T-volume V temperatura T - torno p V 1 V 2 No caso de expansão adiabática do robô, apenas a energia interna é necessária para a alimentação interna do gás T 2

A praticidade do sistema de coordenadas p, V Na escala da poltrona, a aparência do robô é exibida como uma área, cercada por um processo torto 1-2 e ordenadas da espiga e fresa de topo

Processos circulares (fechados) O número de processos termodinâmicos, nos quais o sistema gira na parte de trás da cabeça, é chamado de processo circular (ciclo). Ciclo direto - um robô para um ciclo Zvorotn_ - um robô para um ciclo

Máquina térmica A máquina cíclica, que transforma o calor em um robô, é chamada de máquina térmica ou máquina térmica. Q 1 - calor obtido por RT da unidade de aquecimento, Q 2 - calor a ser transferido por RT para o refrigerador, A - robô corysna (o robô, quando RT está pronto para a hora de transferência de calor).

Há gás no cylindrі - roboche thilo (RT). O moinho de armar do RT no diagrama p (V) é mostrado no ponto 1. O cilindro é ligado antes da unidade de aquecimento, o RT é aquecido e expandido. Mais uma vez, o robô A 1 é mostrado positivo, o cilindro será reiniciado para a posição 2 (campo 2).

Processo 1-2: - Primeiro ouvido da termodinâmica. Robô A 1 superfície da estrada em uma curva 1 a 2. Gire o pistão do cilindro na fresadora de cunhas 1 é necessário agarrar a obra apenas girando-a sobre o robô - A 2.

Schob o pistão tendo quebrado a canela para o robô, é necessário visonati umov: А 2

Na verdade, dois iguais e otrimaєmo: Processo circular mais robustamente saudável 1 a 2 b 1 - um ciclo. K. p. D.

O processo de girar o corpo de trabalho no moinho externo é considerado para a temperatura mais baixa. Otzhe, para uma máquina de calor robótica, é necessária uma geladeira.

Ciclo Carnot Nikola Leonard Sady Carnot - um brilhante oficial francês de serviços de engenharia, em 1824 p. tendo publicado o tvir "Pense na destruição da força no fogo e nas máquinas para desenvolver a força". Apresentando a compreensão dos processos circulares e reversos, ideais para o ciclo das máquinas térmicas, tendo estabelecido as bases da teoria por nós mesmos. Priyshov para a compreensão do equivalente mecânico do calor.

Teorema de Carno viviv, como realizar agora este іm'ya: dos motores térmicos que operam periodicamente, que podem estar na mesma temperatura de aquecimento e geladeira, a maioria KKD podem ser máquinas reversíveis. Além disso, o KKD de máquinas reversíveis é capaz de operar nas mesmas temperaturas de aquecimento e refrigeradores, para transportar outras e não se deitar no desenho da máquina. Com um tsom KKD a menos para um.

Se T 2 = 0, então η = 1, mas é lamentável, pois o zero absoluto da temperatura não está ausente. Se T 1 = ∞, então η = 1, mas é lamentável, pois a temperatura não é suficiente. Ciclo KKD Carnot η

Teoremas de Carnot. 1. K. p. D. Η máquina de calor ideal reversível Carnot não mente como um discurso de trabalho. 2. A eficiência de uma máquina Carnot não giratória não pode ser maior do que a eficiência de uma máquina Carnot giratória.

A termodinâmica com base na teoria cinética-molecular, no poder físico do til macroscópico (sistemas termodinâmicos), não penetra na estrutura molecular. O método termodinâmico é baseado nas leis de conservação e redesenvolvimento de energia.

Quantidades físicas que caracterizam um sistema termodinâmico são chamadas parâmetros termodinâmicos... Antes deles são apresentados: obsyag, vice, temperatura, concentração e in. Seja uma mudança em um sistema termodinâmico, atrelada a uma mudança de parâmetros, seja chamada processo termodinâmico, E o ryvnyannya, scho amarrado em torno dos parâmetros do sistema, é chamado eu me tornarei... Pela aplicação de tal є Mendelev - Clapeyron (6.1)

Energia interna ideal para gás

Com base nas características do sistema termodinâmico є її interno Energia U, que se baseia na energia potencial das partículas do sistema e na energia cinética dos resíduos de calor.

A energia interna é função do sistema, tobto. No caule da pele, o sistema tem muitos valores de energia interna, de modo que o sistema passou para todo o acampamento.

Oscilações no gás ideal do potencial de energia das moléculas a zero (é importante que as moléculas não interfiram entre si), então a energia interna do gás ideal leva à energia cinética de todas as moléculas. Tendo designado a energia interna de um mol de gás por meio de U μ, e a energia cinética média de uma molécula por meio, podemos escrever para um mol de gás:

U μ = N A (6,18)

de N A - número de Avogadro.

Dado o valor da fórmula (6.12), podemos aceitar a energia interna para um mol de gás:

(6.19)

Se houver um número de moles, para qualquer número de palavras

(6.20)

Otzhe, a energia interna do gás é proporcional à sua massa, ao número de etapas de liberdade da molécula e à temperatura absoluta do gás.

A primeira lei da termodinâmica

A energia interna do sistema termodinâmico pode ser alterada com a ajuda de robôs, à medida que a chamada é finalizada, ou o próprio sistema está à disposição. Por exemplo, tendo aplicado a força da energia, meu gás é espremido, a temperatura aumentará, a temperatura aumentará e a energia interna aumentará. A energia interna também pode ser alterada, transferindo-se para o sistema (ou retirando-o) para uma certa quantidade de calor.

Sujeito à lei de conservação de energia, a mudança na energia interna do sistema pode economizar a quantidade de calor que é absorvida por ele e pelos robôs sobre ele. Tse formulyuvannya à lei de conservação de energia de sistemas termodinâmicos 100% será chamado a primeira lei da termodinâmica:

A forma diferencial tem a primeira lei da termodinâmica de mau viglyad:

É necessário admitir que do ponto de vista da energia interna, para o funcionamento do robô, e a quantidade de calor residem não apenas como espiga e moinho de pinos do sistema, mas no final da máquina. Ao mesmo tempo, os valores de dQ e dA são os outros diferenciais que podem ser integrados. Para garantir que os móveis não sejam infinitamente pequenos, o aumento do calor e dos robôs deve manter os valores corretos Q e A e a primeira lei está à vista: Q = dU + A (6,22)

Sabe-se que o robô está no quintal olhando para ele com gás (Figura 6.6, a). Quando o gás se expande, movo o pistão para o suporte dx, vejo o robô (div. Fórmula 2.19):

A = F dx = P S dx = PdV, (6,22)

de S - área do pistão; Sdx = dV - substituição de botijões de gás.

No lado do robô, quando ele muda o gás ao mudar da estrada V 1 para V 2:

Graficamente, o processo de mudança do gás para sua expansão é exibido como uma curva 1-2 nas coordenadas P - V (Figura 6.6, b). Os pontos 1 e 2 correspondem a sabugo e gás de fresagem final. Elementar ao robô PdV є com uma área sombreada. A superfície do robô, que se baseia na fórmula 6.23, é exibida pela área V 1 - 1 - 2 - V 2 na curva 1 - 2.

Capacidade de aquecimento de gases ideais.

A quantidade de calor, caso seja necessário aumentar a temperatura, irá alterar a temperatura em 1 K, denominado cordialidade tila Z.

Dependendo do valor

, [Z] = J / K (6,24)

O calor de uma única massa de discurso é chamado de calor amável

O calor de uma toupeira é chamado calor molar Z m.

, [З м] = J / mol · К (6,26)

de ν = m / μ é o número de moles.

Yak vyplyaє das fórmulas (6.25) e (6.26), a capacidade de calor do pitoma está associada às relações molares:

C m = C bate μ (6,27)

O calor do gás é armazenado por causa de quais mentes você tem que começar: no caso de comunicação permanente e vício permanente. Será mostrado que podemos escrever a lei da termodinâmica a partir das equações da fórmula (6.22):

δQ = dU + PdV (6,28)

Se o gás for aquecido durante a pós-operação (processo isócrono), então dV = 0 e o robô PdV = 0. E aqui δQ = dU, isto é. calor, que pode ser transferido para o gás, mesmo que apenas para a mudança de sua energia interna. Capacidade de calor para gás em caso de comunicação contínua:

Usando a fórmula (6.20)

(6.29)

calor і todі іzohorn

Para um molar (m / µ = 1) de calor molar

Agora, pela urgência (6,28), conhecemos o calor com um vício permanente (processo isobárico):

(ao mesmo tempo, eles foram usados, dU / dT = CV). З (6.32) é agarrar, uho P> C V. Vale a pena explicar que, ao aquecer a P = const, o gás é aquecido, não apenas para um aumento da energia interna, mas para um robô.

Para Um bom Ideal para um gás igual a Mendelev - Clapeyron maviglyad PV = RT e fluxo PdV = RdT. Vrahoyuchi tse, otrimaєmo rivnyannya Mayura, scho bends molar capacidades de calor com uma aderência constante e uma comunicação constante:

З mr = З mv + R (6,33)

Olhando para o viraz (6.31) pode ser escrito no viglyadі

Ao olhar para os processos termodinâmicos, é importante para a nobreza, é característico do gás cutâneo de P a C V:

(6.35)

A quantidade γ é chamada Coeficiente de Poisson, eu- O número de etapas de liberdade das moléculas (div. Fig. 6.2).

Aumente a temperatura, como significava bater, antes do aparecimento das etapas colivalentes da vontade, o resultado é o calor do crescimento. Navpaki, para baixas temperaturas, o número de passos de liberdade muda, os estilhaços "congelam" degraus de liberdade virados e o calor do gás muda.

Isoprocessos

Іzoprocess um processo é chamado, no qual um dos parâmetros de um sistema termodinâmico não é permanente. A ligação é entre os parâmetros do sistema e sim, o Mendeleva - Clapeyron.

Processo isotérmico (T = const).

Vou me tornar um mau viglyad em um vipadku vipadku:

PV = const (6,36)

Para alguns postos de gasolina específicos, você pode escrever:

P 1 V 1 = P 2 V 3 =. ... ., = P n V n

O gráfico do processo isotérmico (isotérmico) nas coordenadas P - V é exibido como uma hipérbole (Figura 6.7).

Da fórmula (6.1) à fórmula do robô (6.23), é aceitável para o processo isotérmico:

(6.37)

O robô está no processo isotérmico na Fig. 6.7, numericamente, a área ao longo da curva 1-2.

A partir das fórmulas 6.29, a mudança na energia interna em dT = 0 no processo isotérmico é 0. .

tobto. sistema: ou, obcecado com o calor do meio periférico, a visão para o robô, em expansão, ou por causa do calor da classe média cessante em nome do fato de que a chamada à mente está trabalhando sobre ela, agarrada її. Além disso, para isso, a temperatura não caiu durante a expansão isotérmica, é necessário fornecer um pouco de calor ao gás, o que equivale à expansão. Navpaki, se o sistema for comprimido, ele é culpado pela quantidade média de calor, equivalente à pressão robótica.

Processo isobárico (P = const).

Vou ficar em P = const maє viglyad

Const abo

O gráfico do processo isobárico nas coordenadas P - V é mostrado na Figura 6.7. Robô com um processo isobárico (Div. 6.23)

(6.39)

no gráfico do robô para P = const, numericamente, a área da linha reta a partir da linha reta 1-3.

A primeira lei da termodinâmica para o processo isobárico

Processo isocorniano (V = const).

Com o processo izocórico, vou

Abo (6.40)

Oskіlki dV = 0, então o robô durante o processo isocórico dvnu a zero. A primeira lei da termodinâmica para um processo isocórico

tobto. por todo o calor que o sistema experimenta, onde há um aumento da energia interna, ou o sistema, no meio, está aquecido, alterando sua energia interna.

Processo adiabático.

Um processo adiabático é um processo que protege sem troca de calor do meio externo (δQ = 0). Perto dos adiabáticos - todos os processos que são altamente resistentes, por exemplo, a expansão e contração de somas combustíveis nos motores de combustão interna.

Vrahoyuchi, scho δQ = 0, podemos escrever a primeira lei da termodinâmica para um processo adiabático:

А = -ΔU (6,41)

Se o gás for viscoso para o robô (expansível adiabaticamente), então A> 0 é preditivo de ΔU<0 и ΔТ<0, т.е. газ охлаждается. Наоборот, при адиабатическом сжатиии газа А<0, тогда ΔU >0 e ΔТ> 0, de modo que. o gás é aquecido.

Vikoristovuchi viraz (6.23) e vrahovyuchi (6.20), paridade regravável (6.41):

(6.42)

Proceedings of the Mendelian - Clapeyron (6.1):

(6.43)

Feita a temperatura T (6,42) e (6,43), podemos tomar

Aumento de mudanças e salários (6,35), sabemos

Integração qiu rivnist, otrimaєmo

γlnV + lnP = const

De qualquer forma, nas viglyadies residuais entre o grip e o gás pesado no processo adiabático:

PV γ = const (6,44)

O alvo deve ser chamado rivnyannyam adiabati abo Família de Poisson... A curva de adiabati é mostrada na Fig. 6.7, conforme ela cai do crescimento para o mais frio, quanto menor a isoterma. Além disso, não é uma conclusão precipitada que γ> 1 (div. Também a fórmula 6.35).

Rivnyannya Poisson pode ser exibido por meio de parâmetros іnshі com a ajuda de Rivnyannya Mendelev - Clapeyron

T γ P 1-γ = const

A expansão do gás no processo adiabático é computável para o robô. Ravnist Vrahoyuchi (6.42), otrimaєmo

(6.45)

Como resultado da troca de calor, um pouco de calor é transferido, depois a energia interna e a temperatura mudam. Quantidade de calor Q, é necessário carregar 1 kg de fala a 1 K pelo calor do discurso c.

de M- Discurso de Molyarna masa.

Calor é designado por tal classificação não є uma característica inequívoca da fala. É pela primeira lei da termodinâmica que a variação da energia interna é armazenada não apenas por causa de uma certa quantidade de calor, mas por causa dos robôs, completamente. É porque as mentes, para que tipo de processos de transferência de calor, só poderiam funcionar para o robô. Para isso, porém, um pouco de calor, transferido para a pessoa, poderia alterar a energia interna e a temperatura.

Essa ambigüidade no valor da capacidade de calor é típica para linguagem gasosa. Com aquecimento de corpos pequenos e sólidos, é prático não mudar, o robô de expansão parece ser igual a zero. Para isso, todo o calor é levado embora pelo espírito, que é a mudança de sua energia interior. Com base em várias partículas sólidas, o gás no processo de transferência de calor pode alterar muito seu volume e fluxo para o robô. Portanto, o calor da fala gasosa é devido à natureza do processo termodinâmico. Você pode ver dois significados de capacidade térmica dos gases: CV – calor molar no processo isocórico (V= const) que Cp – calor molar no processo isobárico (p= Const).

O processo não funciona no caso de uma troca de gás permanente: UMA= 0. De acordo com a primeira lei da termodinâmica para 1 mol de gás fervente

de Δ V- Mudança para o volume de 1 mol de gás ideal em uma mudança na temperatura de Δ T... Zvidsy viplyaє:

de R- Fornecimento de gás Universalna. No p= const

Calor molar Cp gás no processo com uma aderência constante é maior do que a capacidade de calor molar CV no processo de uma troca permanente (fig. 3.10.1).

Zokrema, o preço está incluído antes da fórmula do processo adiabático.

Entre duas casas e isotérmicas e temperaturas T 1 que T 2 nos diagramas ( p, V) Você pode alterar o caminho para a transição. Para todas essas transições, a mudança de temperatura Δ T = T 2 – T 1 é o mesmo, o mesmo, o mesmo é o mesmo Δ você energia interna. No entanto, o viconani na presença de todo o robô UMA isto é, como resultado da troca de calor, um pouco de calor Q para parecer novo para a nova maneira. Zvidsy viplyaє, então o gás não é muito calor. Cpі CV- Não existe mais privado (e ainda mais importante para a teoria dos gases) o significado de calor.

Os processos termodinâmicos, nos quais o calor do gás se torna sem importância, são chamados politrópico ... Os processos sem esforço são politrópicos. No caso de um processo isotérmico Δ T= 0, então CT= ∞. No processo adiabático Δ Q= 0, também, C inferno = 0.

Slide significa "calor", como "um pouco de calor" - mesmo perto do termo. O fedor da ciência recente no declínio da teoria calórico , scho panuvala no século XVIII. A teoria de Tsia olhou para o calor como um discurso especial, invisível, para se vingar nas paredes. Vvazhalosya, é impossível sair do caminho, mas não por dinheiro. O aquecimento é explicado pela melhora, e o resfriamento - pela mudança no conteúdo calórico, para que possa se vingar deles. A teoria do calórico é inadequada. Vaughn não consegue explicar por que uma e a mesma mudança de energia interna pode ser eliminada, transferindo um pouco de calor até certo ponto de um robô, como uma visão. Isso é aliviado da sensação física de firmeza, de modo que "em todo o tempo há um suprimento de calor".

A teoria cinética molecular também estabelecerá uma relação entre a energia cinética média ruch progressivo moléculas e temperatura absoluta T:

Para mudanças de temperatura por Δ T mudanças de energia interna pela quantidade

O processo é bem suportado em experimentos com gases, que são compostos por moléculas monoatômicas (hélio, néon, argônio). No entanto, para gases diatômicos (água, nitrogênio) e alto atômico (gás dióxido de carbono) não podem ser usados ​​com dados experimentais. A razão para essa diferença é que, por causa das moléculas de dois átomos ricos, a energia cinética média é culpada de incluir a energia das moléculas progressivas e invertidas.

Na fig. 3.10.2 um modelo de uma molécula diatômica é mostrado. A molécula pode ser encontrada em cinco braços independentes: três braços progressivos de machados X, Y, Z e dois envoltórios em torno dos machados Xі Y... Show do Dosvid, finalize o schodo osi Z, no qual ficar no centro de ambos os átomos, pode ser destruída se a temperatura for muito alta. Em temperaturas normais, a embalagem é Z não enrole, como e não embrulhe uma molécula monoatômica. Kozhen nezalezhny rukh ser chamado passo de liberdade... Assim, uma molécula monoatômica tem 3 etapas de liberdade translacionais, uma molécula diatômica "dura" tem 5 etapas (3 translacionais e 2 invertidas) e uma molécula higatômica - 6 etapas de liberdade (3 translacionais e 3 invertidas).

A física estatística clássica é chamada um teorema sobre o crescimento de energia igual por trás das etapas de liberdade :

Até mesmo o sistema de moléculas está localizado em equilíbrio térmico em temperaturas T, então a energia cinética média é igual ao nível de liberdade entre as etapas de liberdade e ao nível de liberdade da pele da molécula.

Da teoria do aquecimento ao calor molar do gás Cpі CV que їх vіdnoshennya γ pode ser registrado no vigiladі

Para o gás, você estoca moléculas diatômicas (eu = 5)

Mudando experimentalmente o calor dos gases bagatokh para as mentes perversas para terminar o bom trabalho com as virases guiadas. Proteste, a teoria clássica da capacidade térmica dos gases é inadequada para todo o problema. Há muita aplicação de proporções significativas entre teoria e experimento. Ao mesmo tempo, a teoria clássica não tem sucesso em aumentar a energia que está dentro das moléculas.

O teorema sobre o crescimento igual de energia por trás das etapas de liberdade pode ser estagnado e até um colapso térmico das partículas em um til sólido. Átomos, antes de entrar no armazém de krats cristalinos, balançam a sala para a posição do desfiladeiro. Energia de cich colivan e energia interna de corpo sólido. O átomo da pele na estrutura do cristal pode ser vibrado em três tensões perpendiculares entre si. O átomo dérmico já tem 3 etapas colivais de liberdade. Com números harmoniosos, a energia cinética média é de energia potencial média. Isso é semelhante aos teoremas sobre o crescimento igual no pé colival cutâneo de liberdade de ataque. kT, e um átomo - 3 kT... Energia interna 1 oração de discurso firme à porta:

Tse spivvidnoshennya ser chamado Lei Dulong-Pti ... Praticamente nenhuma diferença para objetos sólidos Cpі CV através do menor do robô com anormalidades estendidas.

Será mostrado que o calor molar dos materiais sólidos bagatokh (elementos químicos) é próximo a 3 R... Porém, em baixas temperaturas, os valores da quebra entre a teoria e o experimento são mais severos. Vou mostrar a você como a hipótese sobre o crescimento equitativo da energia além das etapas da liberdade é para seus vizinhos. A presença de calor de temperatura, que é baseada em evidências, pode ser explicada apenas com base em fenômenos quânticos.

Energia interna tila a soma da energia cinética do progressivo e do tombamento das moléculas do til, e a energia potencial do crescimento recíproco

. (12.23)

A energia interna do gás é armazenada a partir da energia das moléculas. Em um milheto de qualquer gás, há N moléculas (N A é o número de Avogadro). Otzhe, um quilomole de gás ideal pode ser usado para energia interna, rivnu

(12.24)

Fonte de alimentação interna para gás m

(12.25)

de m - massa molar para gás.

Em tal classificação, energia interna do gás ideal para depositar apenas a partir do volume e vice.

Koristyuchivsya entende o gás de energia interna, sabemos o caminho para seu calor.

Cordialidade Este é um valor físico, numericamente igual à quantidade de calor, pois é necessário alterar a palavra para aquecimento em um grau.

Para o meu calor O gás "c" é chamado de quantidade física, numericamente igual à quantidade de calor, pois é necessário transformar um gás em calor em um grau.

Além do calor necessário para os gases, é introduzido o conceito de calor molar.

Calor molar"C" é chamado de quantidade física, numericamente igual à quantidade de calor, pois é necessário trocar um mol de gás para aumentar a temperatura em um grau

Para gases, a capacidade térmica molar deve ser introduzida antes da vista da capacidade térmica molar com a comunicação constante "C v" e com a morsa constante "C p".

Assim que o gás é aquecido em uma conexão constante, o calor é fornecido ao gás, de modo que é necessário aumentar a energia interna. Além disso, há uma mudança na energia interna para gás quando aquecida em um grau em relação ao calor molar externo

, tobto. (12.27)

Além disso, o valor de C v precisa saber o número de etapas na liberdade das moléculas de gás.

Quando você aquece um mol de gás para as mentes de um aperto constante, você não obterá calor por causa da melhoria de sua energia interna, e o robô tem as forças opostas. Otzhe,

(12.28)

Robot para ir a grandes comprimentos de um mol de gás no cilindro sob o pistão para a porta

de S h = DV - um aumento na obshyg primária quando o gás é aquecido em um grau (DV = V 2 - V 1).

No showroom da Mendelev-Klapeyron por uma bênção de gás ideal .

Às vezes, de T 2 = T 1 + 1, tobto. Estrelas de Todi , até

abo . (12.30)

Oskilki c p = c v + R / m, então

. (12.31)

Ainda mais frequentemente, pela característica do gás, as venezianas

. (12.32)

Os resultados numéricos indicam os valores de C p, e C v entre a teoria e o experimento para moléculas monoatômicas e diatômicas є sbig predefinido. De acordo com a teoria da capacidade térmica dos gases que desenvolvemos, eles são usados ​​em múltiplos de R / 2. Protesto, junto com dados teóricos e experimentais, há uma distribuição notável.

Especialmente grandes diferenças entre a teoria e o experimento são feitas ao examinar os depósitos de calor de temperatura. De acordo com a teoria, o calor pode ser encontrado em diferentes temperaturas; por uma questão de razão, é justo privar os intervalos de temperatura singulares, ao mesmo tempo, nos intervalos mais baixos o calor é alto, o que está relacionado ao número diferente de passos de liberdade (Fig. 12.4, 12.5).

O preço está vinculado a isso, mas o número de etapas de liberdade de um mesmo gás muda com a temperatura fria. Em baixas temperaturas, as moléculas de gás são privadas de graus de liberdade translacionais, em temperaturas médias - por etapas translacionais e invertidas de liberdade, e em altas temperaturas - por translacionais, reviradas, tais etapas colivais de liberdade. Ao mesmo tempo, a transição de um número de etapas da vontade para o último número será despojada. Uma mudança no número de etapas da vontade de produzir até uma mudança na capacidade calorífica do gás. Tal comportamento das capacidades térmicas é explicado pela teoria quântica. De acordo com a explicação geral, a energia do colapso invertido e colival muda de maneira estriada - quantizada, e a energia do colapso progressivo é muda.

Moléculas para gás, a parte é importante, a energia pode estar próxima de seus valores até a energia cinética média do movimento progressivo (<Е к >) A parte do їх não é importante, quero dizer, energia, quero dizer<Е к >... Para baixas temperaturas, as moléculas de gás são praticamente colapsadas gradualmente, de modo que a capacidade de calor do gás é 3R / 2.

Ajuste de temperatura para aquecimento<Е к >como resultado do qual mais e mais moléculas são atraídas para o colapso oftálmico em uma temperatura normal, (em uma faixa de temperatura singular) todas as moléculas serão envolvidas. O aumento de preço é aumentado para 5R / 2. Nariz, em uma temperatura baixa mais alta, uma fração das moléculas começará a se quebrar, e o calor ficará igual a 7R / 2.

Nessa classificação, a teoria clássica da capacidade térmica está correta se não houver mais intervalos de temperatura, à sua maneira, o intervalo de pele tem seu próprio número de passos de liberdade.

As fórmulas da energia cinética das moléculas de gás e das capacidades molares de calor na teoria clássica da capacidade térmica, com base no teorema de Boltzmann sobre o crescimento de energia igual além dos níveis de liberdade, são apresentadas nas tabelas 12.1 e 12.2.

Estava implícito em § 4.1, por causa da interação das moléculas no gás ideal desde o dia. Isso significa que a energia potencial molecular não é um gás ideal. Do lado do átomo, o gás ideal é o ponto material, ou seja, não há estrutura interna, do mesmo, não há energia, do colapso das partículas intermodais no meio do átomo. Em tal classificação, a energia interna

O gás ideal é privado da soma do significado da energia cinética do movimento caótico de todas as moléculas.

Oscilações no ponto material de um ruck invertido não podem ser encontradas, então, nos gases monoatômicos (uma molécula é dobrada em um átomo), as moléculas podem causar apenas um ruck progressivo. As oscilações do valor médio da energia do fluxo para a frente das moléculas começam a se relacionar com (4.8): então a energia interna de um mol de um gás monoatômico ideal é violada pela fórmula de Avogadro de postina. Yaksho vrahuvati, o que é otrimaєmo

Para uma massa suficiente de um gás ideal monoatômico

Se uma molécula de gás é armazenada em dois átomos fortemente entrelaçados (um gás diatômico), então as moléculas, em um rus caótico, aumentam de tamanho e flutuam em torno de dois eixos mutuamente perpendiculares. Portanto, na mesma temperatura, a energia interna de um gás diatômico é maior do que a de um gás monoatômico, e ele gira pela fórmula

Nareshty, a energia interna de um gás de alto átomo (uma molécula tem três ou mais átomos) duas vezes mais, menor que uma monoatômica para a mesma temperatura:

Fragmentos do invólucro da molécula ao longo de três eixos mutuamente perpendiculares para trazer para a energia dos detritos térmicos tais adições, como os fragmentos translacionais da molécula para três fitas mutuamente perpendiculares.

Significativamente, as fórmulas (5.23) e (5.24) desperdiçam eficiência para gases reais em altas temperaturas, uma vez que mais átomos são encontrados nas moléculas, levando a um aumento na energia interna do gás. (Por que não deve ser considerado para a fórmula