Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Термодинамика - Ферми Э.

Ферми Э. Термодинамика — Харьков, 1969. — 162 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1969.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 49 >> Следующая


Согласно уравнению (15), теплота измеряется в единицах энергии (эргах). Постоянное соотношение между эргами и калориями было измерено многими исследователями, которые установили, что

В дальнейшем мы обычно будем выражать теплоту в энергетических единицах.

Уравнение (15), которое является точной формулировкой эквивалентности теплоты и работы, описывает первый закон термодинамики.

4. Применение первого закона к системам, состояние которых может быть изображено на диаграмме (V,p)

Теперь мы применим первый закон термодинамики к таким системам, как однородная жидкость, состояние которой может быть определено двумя из трех переменных: V, р, Т. Тогда любая функция состояния системы, например ее энергия U, будет функцией двух переменных, которые выбраны для того, чтобы определить состояние системы.

Чтобы избежать неправильного понимания того, какая величина является независимой переменной при вычислении частной производной, мы будем заключать символ частной производной в скобки и помещать внизу скобок ту величину, которая при частном дифферен-

цировании остается постоянной. Таким образом, означает,

1 кал = 4,185 • IO7 эрг.

(19)

V Первый закон термодинамики

27

что это — производная от энергии U по T при постоянном V, где T и V взяты как независимые переменные. Отметим, что приведенное

(dU\

выражение, вообще говоря, отличается от I I , потому что в первом случае объем сохраняется постоянным, тогда как во втором — постоянным остается давление.

Теперь рассмотрим в нашей системе бесконечно малый процесс, т. е. процесс, при котором независимые переменные изменяются лишь на бесконечно малую величину. Мы применим к этому процессу первый закон термодинамики, выраженный уравнением (15). Вместо AU, LmQ следует написать dU, dL, dQ, чтобы указать на бесконечно малый характер этих величин. Тогда получим

dU + dL = dQ.

(20)

Так как для нашего процесса dL определяется выражением (3), то имеем

dU + pdV = dQ.

(21)

Если мы выбираем t mV независимыми переменными, то U становится функцией этих переменных, поэтому



и (21) примет вид

Hrlir-

dT

dU OV



dV = dQ.

(22)

Аналогично, выбирая T и р независимыми переменными, имеем

dU дТ

dV дТ

dT

OlP dp / т

dV dp , т

dp = dQ. (23)

p \ / p_

Считая, наконец, Vnp независимыми переменными, получаем

(f)/"+

dU\

dv)P

dV = dQ.

(24) 28

Глава III

dQ

Теплоемкость тела есть, по определению, отношение бесконечно малого количества поглощенной теплоты к бесконечно малому повышению температуры, вызванному этой теплотой. Вообще теплоемкость тела будет различной в зависимости от того, нагревается тело при постоянном объеме или при постоянном давлении. Пусть Cv и Cp — теплоемкости соответственно при постоянном объеме и постоянном давлении.

Простое выражение для Cv может быть получено из (22). Для бесконечно малого процесса при постоянном объеме dV = 0, откуда

Подобным же образом, используя уравнение (23), находим следующее выражение для Cp :

Второй член в правой части формулы описывает собой эффект, оказываемый на теплоемкость работой, которая совершается во время расширения. Аналогичный член отсутствует в (25), так как в данном случае объем остается постоянным — не происходит никакого расширения.

Теплоемкость одного грамма вещества называется удельной теплоемкостью этого вещества, а теплоемкость одного моля — молярной теплоемкостью.

Удельные и молярные теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении определяются формулами (25) и (26), если вместо произвольного количества взять соответственно один грамм или один моль вещества.

5. Применение первого закона к газам

В случае газа мы можем конкретизировать зависимость энергии состояния от определяющих это состояние переменных величин. Принимаем T и F за независимые переменные и сначала докажем, что

(25) Первый закон термодинамики

29

энергия является функцией температуры T и не зависит от объема. Подобно многим другим свойствам газов это свойство лишь приближенно верно для реальных газов. Предполагается, что точно оно выполняется для идеальных газов. В разделе 14, исходя из второго закона термодинамики, мы сделаем вывод, что энергия любого тела, подчиняющаяся уравнению состояния идеального газа (7), не должна зависеть от объема V. Сейчас, однако, мы приведем экспериментальное доказательство этой теоремы для газа; эксперименты были выполнены Джоулем.

Внутрь калориметра Джоуль помещал сосуд, имеющий две камеры А и В, соединенные трубкой (рис. 5). Он наполнил камеру А газом и откачал камеру В, причем сначала обе камеры были перекрыты краном в соединяющей их трубке. После того, как термометр, помещенный в калориметр, показал, что наступило термическое равновесие, Джоуль открыл кран, вследствие чего газ поступал из А в В до тех пор, пока давление не стало всюду одинаковым. При этом он обнаруживал лишь очень небольшое изменение в показаниях термометра. Это означало, что практически не происходил переход тепла от калориметра к камере и наоборот. Предполагается, что если бы этот опыт был выполнен с идеальным газом, то изменения температуры не было бы вовсе.
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 49 >> Следующая