Термодинамика 1 Средна кинетична енергия на 1 молекула



Дата19.11.2017
Размер56.92 Kb.
Термодинамика - 1

1. Средна кинетична енергия на 1 молекула



i – степени на свобода

Определение: Под степени на свобода на едно тяло се разбира броя на независимите координати, чрез които може да се определи положението на тялото в пространството.

2. Вътрешна енергия на идеален газ

Определение: Вътрешна енергия на една термодинамична система се нарича сумата от кинетичната енергия на хаотично топлинно движение на всички частици - Ек, и потенциалната енергия на взаимодействие между тях - Ер.

U = Ek + Ep

За ИГ U се определя само от кинетичната енергия на градивните частици на газа

( 1 mol )

3. Топлоемности (топлинни капацитети)

- количеството топлина, което трябва да се придаде на една ТД система, за да се измени температурата и с 1К.

а) специфичен топлинен капацитет -

б) моларен топлинен капацитет -

4 Работа при изменение обема на 1 тяло





F = pS =>

dV = Sdx =>

Когато dV>0, т.е. когато газът се разширява, той върши работа и работата е положителна

Когато dV<0 т.е. когато газът се свива, върху него се извършва работа и работата се счита отрицателна

5 Първи принцип на термодинамиката

Поетото количество топлина отива да увеличи вътрешната енергия на системата и да я накара да извърши работа.

δQ>0 - системата получава количество топлина

δQ<0 - системата отдава количество топлина



Процес

Const величина

Закон

Първи принцип на Термодинамиката

Моларен Cμ

Изохорен

V, m











Изобарен

P, m











Изотермен

T, m












Адиабатен

S, m










0

Политропен




















1 зад. Намерете броя на степените на свобода на молекулите на идеален газ моларната топлоемност на който

а)при постоянно налягане е Cp = 29 J/mol.K

б) в процеса pT = const e C = 29 J/mol.K

2 зад. Водород с маса 6,5g и температура 27ºC се разширява изобарно за сметка на топлината, приета отвън, като обемът му нараства двойно. Да се определи работата, която извършва водородът при разширението си.

3 зад. В цилиндър се намира кислород с маса 2 kg при постоянно налягане. За да се измени температурата на О2 с 5ºC му е придадено количество топлина ∆Q = 9160 J. Да се определи работата, която извършва кислородът при разширението си и изменението на вътрешната му енергия.

4 зад. Под бутало на цилиндър с обем 190 см3 има газ с температура 50ºC . Теглото на буталото е 1200N, площта му – 50 см2 и атмосферното налягане е 105 N/m2. Да се определи работата, която извършва газа при разширението си, ако се повиши температурата му със 100ºC.

5 зад. Азот се нагрява от температура Т1=300К до Т2=340К. Масата на азота е m=0,2 kg. Да се определят количеството погълната от газа топлина и изменението на вътрешната енергия при изохорен и изобарен процес.

6 зад. При изобарно разширение на двуатомен газ била извършена работа А. Какво количество топлина е било придадено на газа?

7 зад. При нагряване на О2 с маса m = 160g до промяна на температурата му с ∆T = 12K се изразходва количество топлина Q = 1,76 kJ. Как е протекъл процеса - при постоянен обем или при постоянно налягане?

8 зад. Изчислете специфичните топлинни капацитети на смес от неон и водород. Масовите части на газовете са съответно =0,8 и = 0,2

9 зад. Идеален газ с постоянна маса се разширява по закона p = αV, където α = const. Намерете работата, извършена от газа, при увеличаване на обема му от V1 до V2. Поглъща ли се или се отделя топлина при този процес?

10 зад. Азот с маса m = 15g се намира в закрит съд при температура Т1 = 300К. Какво количество топлина е необходимо да се придаде на азота така, че средната квадратична скорост на молекулите му да нарастне n=2 пъти

11 зад. 1 mol идеален газ със специфичен топлинен капацитет Cp извършва процес по закона T = T0+αV, където T0 = const. Намерете

а)специфичния капацитет на газа при този процес като функция на обема V;



б)количеството топлина, придадено на газа при разширение на обема от V1 до V2

12 зад. В цилиндър под бутало се намира 1 mol H2 при температура Т1=300К. Водородът започва да се разширява адиабатно, увеличавайки обема си 5 пъти, а след това се свива изотермно, при което обемът намаля 5 пъти. Определете температурата Т2 в края на адиабатното разширение и работата, извършена от газа.

13 зад. В процеса на политропно разширение към масата m = 4 kg въздух е подадено количество топлина Q=90 kJ. Температурата на газа се изменя от t1 = 25ºC до t2 = -37ºC. Определете константата на политропния процес α и изменението на ентропията на газа ∆S.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница