Вказівки до виконання роботи

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 59Следующая ⇒

Для виконання роботи потрібно засвоїти такий теоретичний матеріал: рівняння стану ідеального газу, ізопроцеси, перший закон термодинаміки, рівняння Майєра.

Література: [1, т.1, §§14.6, 14.7, 16.1 – 16.5; 2, §§41, 42, 51 – 56; 6, §§ 4.3, 4.6, 4.7; 7, §§ 2.1, 2.3].

Стан газу характеризується макроскопічними параметрами: об’ємом V, тиском p і температурою T. Зміна одного з них призводить до зміни решти параметрів. Для ідеальних газів справедливим є закон Клапейрона – Менделєєва:

,                                (2.3.1)

,                                     (2.3.2)

де  – кількість молей, m і μ – відповідно маса і молярна маса газу, R – універсальна газова стала (див. дод.).

Перехід певної маси газу з одного стану в інший називають термодинамічним процесом. Якщо такий перехід відбувається за сталого значення одного з параметрів рівності (2.3.1) та m = const, то він називається ізопроцесом. Розрізняють три ізопроцеси:

– ізотермічний (Т = const, закон Бойля – Маріотта):

, або ,               (2.3.3)

– ізохорний (V = const, закон Шарля):

,                                   (2.3.4)

– ізобарний (р = const, закон Гей-Люссака):

.                                (2.3.5)

На основі першого начала термодинаміки кількість теплоти , яка підводиться до системи, йде на заміну її внутрішньої енергії  і на виконання роботи :

.                          (2.3.6)

Для ізобарного процесу  і для  молів газу:

,                        (2.3.7)

або відповідно до (2.3.1):

,                   (2.3.8)

звідси

.                         (2.3.9)

Універсальна газова стала чисельно дорівнює роботі розширення одного моля ідеального газу в ізобарному процесі за збільшення його температури на 1 К.

Для ізохорного процесу:  і ,

де  – молярна теплоємність за сталого об’єму.

Отже,

.           (2.3.10)

Кількість теплоти за ізобарного процесу для 1 моля газу відповідно до (2.3.8):

,

де  – молярна теплоємність за сталого тиску.

Отже,                   (формула Майєра).

Для вивчення законів ідеальних газів користуються лабораторною установкою (рис. 2.5.1), яка складається з герметичного гофрованого циліндра 1, з’єднаного з манометром М, нагрівника 2, термопари 3 для вимірювання температури (див. лаб. роб. 3.4), гвинта 4, лінійки 5 та кранів 6 і 7.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры