Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
D
костей: сп — cv=—. р v \i
CC с
Величину к = —^ = —= Jl называют показателем
Cv Cyli cv
адиабаты. Из уравнения Майера следует, что
/1 _ R FTl s-і ___ / V
----г — ’ ^Vu -T
K-I Ц И K-I
_ KR т. f, _ кR
Tl ~ Ї" ~ » DLl
"Р K-I ц’ W- K-I ’ P (K-I)H '
6°. Тепловым эффектом E процесса называют сумму количества теплоты Q', отданного системой в этом процессе, и теплового эквивалента А* работы, равной разности между полной работой системы в этом процессе и работой ее расширения: E = Q' + А*. Так как Q' = Q, где Q — количество теплоты, сообщенное системе, то из первого закона термодинамики следует, что в равновесном процессе
E = U1-U2- J PdV=H1-H2 + I Fdр.
7°. Закон Гесса. Тепловой эффект реакции, протекающей в системе при постоянном объеме или при по-
184
11.3. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
стоянном давлении, не зависит от промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состояниями системы. В изохорном процессе Ev = = -AU = U1 - U2, в изобарном процессе Ep = —АН = -H1-H2.
Закон Гесса, выражающий первый закон термодинамики применительно к химическим процессам, является основным законом термохимии. Из него вытекает ряд следствий, которые упрощают расчет химических реакций, протекающих в системе при р = = const или V = const:
а) тепловой эффект реакции разложения химического соединения численно равен и противоположен по знаку тепловому эффекту реакции синтеза этого соединения из продуктов разложения;
б) разность тепловых эффектов двух реакций, приводящих из разных исходных состояний к одинаковым конечным состояниям, равна тепловому эффекту реакции перехода из одного начального состояния в другое. Следовательно, тепловой эффект какой-либо реакции равен алгебраической сумме тепловых эффектов при сгорании реагентов до одинаковых продуктов (для исходных веществ эти тепловые эффекты считаются положительными, для продуктов реакции — отрицательными);
в) разность тепловых эффектов двух реакций, приводящих из одного исходного состояния к разным конечным состояниям, равна тепловому эффекту реакции перехода из одного конечного состояния в другое. Следовательно, тепловой эффект какой-либо реакции равен алгебраической сумме тепловых эффектов при образовании реагентов из простых веществ (для продуктов реакции эти тепловые эффекты считаются положительными, для исходных веществ — отрицательными).
8°. Уравнение Кирхгофа соответственно для изо-хорного и изобарного тепловых эффектов:
=№ і і I ЭГ Jv V ЭГ Jv I ЭГ Jv
—- Cy1 Cy2 AC у,
( дКр Л = ( ) _ ( дН2 )
VdT Jp I эг Jp V эг Jp
ІІ.3.5 ПРОСТЕЙШИЕ ТЕРМОДИНАМ. ПРОЦ. ИДЕАЛ. ГАЗОВ 185
5. ПРОСТЕЙШИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ
1°. Политропным (полит ропическим) процессом называют термодинамический процесс, в котором удельная теплоемкость с газа постоянна. Величи-с-с„
ну n =---E называют показате-
C-Cy
лем политропы. Изопроцессы и адиабатный процесс — частные случаи политропного процесса.
2°. Изохорой, изобарой, изо термой, адиабатой и политропой называют линии, изображающие в какой-либо термодинамической диаграмме соответственно изо-хорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. На рис. II.3.2, П.3.3 и II.3.4 показаны изохоры, изобары, изотермы и адиабаты идеального газа в диаграммах V — р, T — pnF — Т. Начальное состояние газа 1 для всех процессов принято одинаковым. Зависимость теплоемкости С идеального газа в политропном процессе от показателя политропы п представлена на рис. II.3.5.
\\ Изохора
\ Изобара
Адиабата
О у
Рис. 11.3.2
Рис. 11.3.3
Рис. 11.3.4
186
11.4. ВТОРОЙ И ТРЕТИЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
3°. Некоторые соотношения для политропного процесса идеального газа:
SQ = к-п dF к-1 Р'
S Q _ п- к у SA _ к-1 dp к-1 'SQ к-п
&U = п-I d H = к(п-1)
8Q п - к ’ 8Q п - к
4°. В таблицах II. 1 и II.2 приведены основные соотношения для равновесных изохорного, изобарного, изотермического, адиабатного и политропного процессов, совершаемых идеальным газом, для которого предполагается, что масса неизменна, теплоемкости Cv и Cp не зависят от температуры, а работа совершается только против внешнего давления.
В этих таблицах величины с индексами 1 и 2 соответствуют начальному и конечному состояниям газа;
Глава 4
ВТОРОЙ И ТРЕТИЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
1. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
1°. Обратимым термодинамическим процессом называют термодинамический процесс, допускающий возможность возвращения системы в первоначальное состояние без того, чтобы в окружающей среде остались какие-либо изменения.
Необходимым и достаточным условием обратимости термодинамического процесса является его равновесность.
2°. Необратимым термодинамическим процессом называют термодинамический процесс, не допускаю-
Таблица П.I
11.4.1. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
187
Количество теплоты, сообщенное в процессе E4 ¦О I О E4 Il Ц о о «з Ц Qf XS I Ci CSJ OE- Il О ^ «5 Il Q1 2з -ч; її її QtQi OO О о Il Il E4 •о I О и Ь QP0 % Il о