Внутренняя энергия системы. Расчёт изменения её. 1-й закон термодинамики для изобарных, изотермических, изохорных процессов.

Изотермический процесс графически изображаетсяизотермой (рисунок 6).Рисунок 6 – Графическая зависимость изотермического процессаАдиабатный процессНаряду с изохорным, изобарным и изотермическим процессами в термодинамике часто рассматриваются процессы, протекающие в отсутствие теплообмена с окружающими телами. Сосуды с теплонепроницаемыми стенками называютсяадиабатическими оболочками, а процессы расширения или сжатия газа в таких сосудах называютсяадиабатическими.Вадиабатическом процессеQ=0; поэтому первый закон термодинамики принимает вид:т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.На плоскости (p, V) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой, которая называется адиабатой.При адиабатическом расширении газ совершает положительную работу (A > 0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (ΔU < 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом (рисунок 7).Рисунок 7 – Графическая зависимость изотермического процессаВ термодинамике выводится уравнение адиабатического процесса для идеального газа. В координатах (p, V) это уравнение имеет вид:Это соотношение называют уравнением Пуассона. Здесь γ = Cp/CV – показатель адиабаты, Cp и CV – теплоемкости газа в процессах с постоянным давлением и с постоянным объемом. Для одноатомного газадля двухатомногодля многоатомногоРабота газа в адиабатическом процессе просто выражается через температурыT1иT2начального и конечного состояний:Адиабатический процесс также можно отнести к изопроцессам. В термодинамике важную роль играет физическая величина, которая называетсяэнтропией. Изменение энтропии в каком-либо квазистатическом процессе равноприведенному теплуΔQ / T, полученному системой. Поскольку на любом участке адиабатического процесса ΔQ = 0, энтропия в этом процессе остается неизменной.ЗаключениеТермодинамическим процессом называют изменение состояния системы, в результате которого хотя бы один из ее параметров (температура, объем или давление) изменяет свое значение. Впрочем, если учесть, что все параметры термодинамической системы неразрывно взаимосвязаны, то изменение любого из них неизбежно влечет изменение хотя бы одного (в идеале) или нескольких (в реальности) параметров. В общем случае можно сказать, что термодинамический процесс связан с нарушением равновесия системы, и если система находится в равновесном состоянии, то никаких термодинамических процессов в ней протекать не может.Равновесное состояние системы - понятие абстрактное, поскольку невозможно изолировать что-либо материальное от окружающего мира, поэтому в любой реальной системе неизбежно протекают разнообразные термодинамические процессы. При этом в некоторых системах могут иметь место настолько медленные, почти незаметные изменения, что связанные с ними процессы можно условно считать состоящими из последовательности равновесных состояний системы. Такие процессы называютравновеснымииликвазистатическими.Изучение термодинамического процесса заключается в определении работы, совершенной в данном процессе, изменения внутренней энергии, количества теплоты, а также в установлении связи между отдельными величинами, характеризующими состояние газа.ЛитератураБазаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая школа, 1991 г.Гленсдорф П. , Пригожин И. Термодинамическая теория структуры , устойчивости и флуктуаций. - М.: Мир, 1973 г.Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. - М.: Мир , 1987 гКрутов В.И. Техническая термодинамика/ В.И.Крутов.–М.: Высшая школа, 1991.– 472 с