Ответы на вопросы для лабы 6. 1 Идеальный газ

• Название: 1 Идеальный газ
• Дата: 06.05.2023
• Размер: 22.06 Kb.
• Имя файла: Ответы на вопросы для лабы 6 .docx
• Тип: Документы; #1111943

1)Идеальный газ- это газ взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. В котором расстояние между молекулами очень большое. И молекулы можно считать как материальные точки. Столкновение между молекулами или стенками сосуда абсолютно упругие.

2) Внутренняя энергия идеального газа – это функция состояния, которая не зависит от того каким путем была переведена система из одного состояния в другое то есть изменение внутренний энергии определяется только конечным и начальным состоянием. Вычисляется по формуле U=i/2*m/M*R*T.

3) Основными параметрами идеального газа является Обем (V) Температура ( T) и Давление (P)

Это видно из уравнение идеально газа= PV=m/M*R*T. При постоянном одного из параметра . Возникают разны изопроцессы.

4) Основное уравнение Молекулярно- кинетической тоерии имеет виде : p=1/3*n*m0(Vкв)^2

где n- концентрация газа вычисляется по формуле N/V, где N-число молекул , V- объем газа.

m0- масса одной молекулы газа. Vкв^ 2 – средняя квадратичная скорость молекул газа.

из m0 и Vкв можно получить Среднее значение кинетической энергии движения молекул Ек.

Получим уравнение : p=2/3n*Е.

5) Уравнение Менделеева -Клапейрона имеет вид PV=m/M*R*T. Которое состоит из величин как : Обем (V) Температура ( T) и Давление (P) газа . А также количества вещества если поделить массу газа m на молярную массу газа М.

6) Молярная масса (М) -это масса одного моля вещества. Молярную Масса (М) вещества по таблице Менделеева находится под порядковым номером вещества . В таблице Менделева она называется как относительная атомная масса.

7) Число степенней свободы это i-число независимых координат молекул, определяющих положение молекулы в пространстве .

8) Закон равномерного распределения энергии - независимо от число степеней свободы молекул три степени свободы всегда поступательные и ни одна из них не имеет преимущество перед другими. Поэтому на каждую из них приходится в среднем одинаковая энергия и вычисляется по формула : Е=i/2Kt. Где i– это степень свободы молекулы к- постоянная Больцмана . T – температура.

9) Одноатомная молекула имеет три степени свободы i=3 . Все они являются поступательными .

10) Двухатомные молекулы имеют пять степеней свободы i=5. Из них три (3) являются поступательными и два ( 2) из них вращательными .

11) Трехатомные молекулы имеют шесть степеней свободы i=6. Из них три (3) являются поступательными и три (3) вращательными.

12) Первое начало термодинамики – количество теплоты , полученное системой , идет на изменение ее внутренней энергии и совершением работы над внешними телами . Математическое выражение имеет вид : Q=U+A.

13) Работа газа при изменении объема. Находится из формула : dA=PdV. Где P это давление. V- Объем. Работа при изменении обема находится с помощью интегрирования левой и правой части . Получим А = интеграл от V1 до V2 внутри интеграла находится PdV.

14) Изопроцессы – это термодинамические процессы, во время которого количества вещества и один из параметров. ( давление , объем , температура ) остается неизменной. Они называются изобарные, изохорные . изотермический.

15) Изотермический процесс – это термодинамический процесс при котором параметр T остается постоянным. T=const. Уравнение Менделеева- Клапейрона для этого процесса будет иметь вид :

PV=сonst. P1V1=P2V2.

17) Изохорический процесс – это термодинамический процесс при котором параметр V остается постоянным. V= const. Уравнение Менделеева- Клапейрона для этого процесса будет иметь вид :

P/T=const. P1/T1=P2/T2.

19) Изобарический процесс- это термодинамический процесс при котором параметр P остается постоянной. P=const. Уравнение Менделеева- Клапейрона для этого процесса будет иметь вид :

V/T=const. V1/T1=V2/T2.

21) Адиабатический процесс – это термодинамический процесс, в котором не происходит теплообмен системы с окружающей средой. Количество теплоты равна нулю. Q=0. При адиабатическом процессе получаем уравнение связывающие параметры состояние идеального газа. Это PV^^y=const. TV^Y-1=const . T^yP^Y-1=const.

22) Внутренняя энергия произвольного количества идеального газа равна U=i/2*m/M*R*T.

Где i это степень свободы молекулы газа. М -молярная масса. R универсальная газовая постановка.

23) Первое начало термодинамики в изотермическом процессе. Значит T=const. Значит внутренняя Энергия равна нулю U=0.

Из начала термодинамики Q=U+A. При T=const. Q=A. Первое начало термодинамики в изотермическом процессе.

24) Работа совершаемой газом при Изотермическом процессе равна : интеграла от V1 до V2. Внутри интеграла находится pdv. По уравнению Менделеева Клапейрона выразим P как m/M*R/V*T. После находим интеграл по dv. m/M*R/*T будет являться const. Отсюда получим .

m/M*R/V*T * ln(V2/V1) =A это будет работа газа в изотермическом процессе.

25) При изотермическом процессе T=const. Значит внутренняя Энергия равна нулю U=0.

Из начала термодинамики Q=U+A. При T=const. Q=A. Первое начало термодинамики в изотермическом процессе. Отсюда видно количество теплоты равен Работе совершаемой гахом.

26) Первое начало термодинамики в изохорическом процессе. Значит V=сonst. Значит Работа совершаемым газом равна нулю. А=0. Из начала термодинамики Q=U+A. При V=сonst. Получим Q=U. . Первое начало термодинамики в изохорическом процессе.

27) В изохорическом процессе работа совершаемым газом равна нулю. А=0 т.к V=const.

28) Количества теплоты Q в изохорическом процессе будет равна внутренней энергии газа.

Q=U. Т,к В изохорическом процессе работа совершаемым газом равна нулю. А=0 т.к V=const.

29) В изобарическом процессе первое начало термодинамики будет записан как Q=U+A.

Где P=const.

30) Работа совершаемой газом при изобарическом процессе равна интегралу интеграла от V1 до V2. Внутри интеграла находится pdv. Так как p=const. То получим A=p(V2-V1) Это работа совершаемым газом в изобарическом процессе.

31) Приращение внутренней энергии идеального газа в изобарическом процессе равна U= Q-A.

Так как p=const.

32) Первое начало термодинамики при адиабатическом процессе где Q=0 будет иметь вид.

-U=A.

33) Совершаемая работа газа в адиабатическом процессе где Q=0 будет равна отрицательному приращению значению приращения внутренней энергии газа – U.

Где -du=da. Путем интегрирования получим Работу А в адиабатном процессе.

Работа равна интегралу от Т1 до Т2 , где внутри интеграла находится du. du=i/2*R*m/M*dT ,где i/2*R это С_V - молярная теплоемкость Отсюда следует Работа равна - С_V*m/M*(T2-T1).

34) Теплоемкость идеального газа- это количество теплоты , которое необходимо сообщить телу , чтобы нагреть его на 1 градус Кельвин. С=d Q/ d T. Молярная теплоемкость газа- это количество теплоты необходимое для нагревания 1моль вещества на 1 градус Кельвина.

С_m= d Q / (m/M* d T)

35) C_v- - это молярная теплоемкость при V= const. Равная i/2*R. Для одного моля газа она равна C_v= 3/2*R. Так газ имеет 3 степени свободы. i=3.

36) С_P-это молярная теплоемкость при P= const. Равная : С_P = C_V+R. так как С_V= i/2*R. То

С_P= i/2*R + R = R*((i+2)/2) Для одного моля газа она равна С_P= R*((3+2)/2)= R*5/2. Так газ имеет 3 степени свободы. i=3.

37) С_P- молярная теплоемкость при P= const больше C_v- - молярной теплоемкости при V= const. Так как при нагревании газа с постоянным давлении от температуры Т1 до Т2 нужно затратить больше тепла чем на такое же нагревание при постоянном объеме.

38) Уравнение Майера : С_P = C_V+R. Получим :С_P= i/2*R + R = R*((i+2)/2)

39) Коэффициент Паусона – это показатель во сколько раз количество теплоты, необходимой для нагревания газа на 1 К в изобарическом процессе больше количества теплоты, необходимой для той же цели в изохорическом процессе. Равен Y= С_P/ C_v.

41) Кпд тепловой машины по циклу Карно равен: Равен кпд=(T1-T2)/T1= (Q1-Q2)/Q1.

42) Энтропия – это функция состояния ,это количественная мера беспорядка. То есть означает меру сложности, хаотичности или неопределенности системы. Чем меньше элементы подчинены какому – то порядку чем выше Энтропия. Приращение энтропии равна : d S = d Q / T.

43) Физический смысл энтропии заключается в том , что энтропия характеризует степень необратимости, неидеальности реального термодинамического процесса.

44) Изменение Энтропии равна при изменение температуры:

Если изобарный процесс , то S= m/M*( C_V*ln(T2/T1)+ln(V2/V1))

Или при изохорном процессе S=m/M* C_V* ln(T2/T1)

45) Изменение Энтропии равна при изотермическом процессе равен равен

S= m/M* ln(V2/V1) Так как d T = 0

46) Изменение Энтропии равна при изохорном процессе равна :

S= m/M* C_V* ln(T2/T1)

47 ) Изменение Энтропии равна при Изобарном процессе равна S= m/M*( C_V*ln(T2/T1)+ln(V2/V1))

48) Изменение Энтропии равна при адиабатном процессе равна S=0 так d Q =0

49) Второе начало термодинамики : Невозможен самопроизвольный переход теплоты от холодного тела к горячему. Только передача теплоты от горячего тела к холодному может быть единственным результатом самопроизвольного процесса.