6.28 Фазові переходи. Діаграма стану речовини. Рівняння Клапейрона-Клаузіуса

Фазою називається однакові за фізичними властивостями частини системи. На рис.6.47 зображені три фази: вода, лід, пара. Перехід речовини із однієї фази в іншу називається фазовим переходом. Розрізняють фазові переходи 1-го і 2-го роду. При фазових переходах 1-го роду виділяється, або поглинається прихована теплота переходу. Наприклад, плавлення (кристалізація) (6.86) випаровування (конденсація) (6.87) Тут λ і r […]

6.27 Рідини. Явища в рідинах

По характеру руху молекул і сил взаємодії між ними рідини займають проміжне положення між газами і твердими тілами. В рідинах молекули протягом певного часу здійснюють коливання навколо тимчасового положення рівноваги. Цей час називається часом осідлого стану молекули. Потім молекула перескакує в інше положення рівноваги (рис.6.37). Ці хаотичні переходи нагадують рух молекул газу, а коливальний рух […]

6.26 Внутрішня енергія реального газу

Внутрішня енергія реального газу складається із кінетичної енергії теплового руху молекул і потенціальної енергії їх взаємодії між собою. Перша складова – це внутрішня енергія ідеального газу (6.41). Другу складову знайдемо як роботу газу проти внутрішнього тиску Рі. Для 1 моля газу Константу інтегрування знайдемо із умови: при Vм → ∞  Uім = 0 (Газ стає […]

6.25 Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса та його аналіз. Зрідження газів

При низькій температурі і високому тискові має спостерігається відхилення газових процесів від законів ідеального газу. Газ стає реальним. Тепер необхідно враховувати: 1) власний об’єм молекул, наприклад, при тискові 100 ат вони займають (1÷2)%; 2) сили взаємодії між молекулами, головним чином сили притягування. Сили відштовхування проявляються на значно менших відстанях, що має місце в твердих тілах. […]

6.24 Зміна ентропії ідеального газу. Ізоентропійний (адіабатний) процес

Враховуючи співвідношення (6.67), (6.38), (6.41), (6.42) і (6.5), одержуємо зміну ентропії ідеального газу (6.72) Знайдемо зміну ентропії при адіабатному процесі. Для цього в (6.72) відношення температур заміняємо із рівняння адіабати (6.55) Одержуємо (6.73) Тому у (6.73) вираз у квадратній дужці дорівнює нулю. Отже, . А це означає, що ентропія при адіабатному процесі не змінюється (залишається […]

6.23 Поняття про ентропію. Властивості ентропії

 Вище були одержані вирази для ККД реальної (6.59) і ідеальної (6.62) теплової машини. Ясно, що ККД реальної машини не більший, ніж ідеальної, тобто маємо нерівність (6.63) Відношення кількості теплоти Q до абсолютної температури Т джерела тепла називається приведеною кількістю теплоти. Враховуючи, що тепло Q2 віддається, тобто Q2 < 0, в лівій частині нерівності (6.63) стоїть […]

6.22 Ідеальна теплова машина Карно та її ККД

  У 1824 році французький інженер С.Карно (1796-1832) запропонував цикл теплової машини, який складається із двох ізотерм 1→2, 3→4, та двох адіабат 2→3, 4→1 (рис.6.31). Для знаходження ККД запишемо перше начало термодинаміки для усіх чотирьох процесів: Склавши всі рівняння, знайдемо роботу за цикл та його ККД (6.61) Запишемо рівняння адіабат (див.6.55) Поділимо ці рівняння одне […]

6.21 Принцип дії теплової і холодильної машин та їх коефіцієнт корисної дії (ККД). Холодильний коефіцієнт. Друге начало термодинаміки

Теплова машина уявляє собою пристрій, який багатократно здійснює деякий цикл, результатом якого є перетворення теплової енергії в механічну роботу. Причому ця робота повинна бути позитивною. Тоді її можна використати і машина буде корисною. Всяка теплова машина складається із трьох невід’ємних частин (рис.6.29): 1) нагрівника з температурою Т1, як джерела теплової енергії; 2) робочого тіла, як […]

6.20 Оборотні і необоротні процеси. Цикли

Процес – це перехід системи із одного стану в інший. Є рівноважні і нерівноважні, оборотні і необоротні  процеси. При рівноважному процесі зміни параметрів системи (тиску, температури і т.ін.) встигають за змінами зовнішніх умов. Це означає, що в момент припинення зміни зовнішніх умов зміна параметрів системи теж відразу припиняється. Це нескінченно повільні процеси. При нерівноважному процесі […]

6.19 Адіабатний процес

Адіабатним називається процес, який протікає без обміну теплотою з оточуючим середовищем, тобто в теплоізольованій системі. Перше начало термодинаміки (6.38) набуває виду (6.53) тобто робота при в теплоізольованій системі може бути виконана за рахунок зменшення, що показує знак (-) мінус, внутрішньої енергії. Отже, робота газу при адіабатному процесі (6.54) Знайдемо зв’язок між тиском Р, об’ємом V […]

Фізика