Билет 1 Механическое движение. Связь между линейными и угловыми характеристикам Механи́ческим движе́нием
жүктеу/скачать 34,41 Mb.
|
Биотех сессия-1
| Билет 13
1. Изотермический и адиабатный процессы. Уравнения и графики. Первый закон термодинамики для этих процессов Изотермический процесс — процесс, протекающий при постоянной температуре. В идеальном газе при изотермическом процессе для неизменной массы газа произведение давления на объём постоянно (закон Бойля-Мариотта):
Уравнение процесса в координатах ри может быть получено из уравнения состояния при Т = const: pv = const. Из него следует, что т.е. абсолютное давление в изотермическом процессе обратно пропорционально объему. Так как в изотермическом процессе dT = 0, изменения внутренней энергии рабочего тела не происходит (Ди = сгАТ = 0) и вся подведенная теплота расходуется на механическую работу: Первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде: Q=A где учитывается, что внутренняя энергия системы в изотермическом процессе не изменяется. Таким образом, в изотермическом процессе вся теплота, полученная системой, расходуется на совершение системой работы над внешними телами. График изотермического процесса называется изотермой. Нужно отметить, что принято строить графики в трех видах координат (см. рис. 1). Рис. 1. Изотермический процесс Изотерма на -диаграмме — это график обратно пропорциональной зависимости . Такой график является гиперболой (вспомните алгебру — график функции ). Изотерма-гипербола изображена на рис. 1. Рис. 1. Изотерма на -диаграмме Каждая изотерма отвечает определённому фиксированному значению температуры. Оказывается, что чем выше температура, тем выше лежит соответствующая изотерма на -диаграмме. В самом деле, рассмотрим два изотермических процесса, совершаемых одним и тем же газом (рис. 2). Первый процесс идёт при температуре , второй — при температуре . Рис. 2. Чем выше температура, тем выше изотерма Фиксируем некоторое значение объёма . На первой изотерме ему отвечает давление , на второй — . Но при фиксированном объёме давление тем больше, чем выше температура (молекулы начинают сильнее бить по стенкам). Значит, . В оставшихся двух системах координат изотерма выглядит очень просто: это прямая, перпендикулярная оси (рис. 3): Рис. 3. Изотермы на и -диаграммах Процесс называется адиабатным, если он идёт без теплообмена с окружающими телами. Адиабатный процесс совершается газом, находящимся в теплоизолированном сосуде. Такой сосуд препятствует всем видам теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучению. Пример теплоизолированного сосуда — термос. Приблизительно адиабатным будет всякий процесс, протекающий достаточно быстро: в течение процесса теплообмен просто не успевает произойти. При адиабатном процессе . Из первого закона термодинамики получаем: , или . Адиабатный процесс возможно легко связать с первым законом термодинамики. Его определение “по умолчанию” звучит следующим образом: изменение количества тепловой энергии в системе при протекании в ней определенного термодинамического процесса будет прямо пропорционально сумме изменения тепла идеального газа и работы, которая совершается данным элементом. Если записывать первое начало термодинамики в его первоначальном, стандартном виде, то получим такое выражение: dQ=dU+dA. Линии, которые изображают на термодинамической диаграмме адиабатический процесс, называют адиабатами. Зная уравнение адиабатического процесса можно изобразить его диаграмму (начертить график процесса, изобразить адиабату) (рис.1) для параметров PV. Используя уравнения (2) получим графическое изображение адиабатического процесса в виде рис.2. Для уравнения (3) адиабата представлен на рис.3. Адиабатный процесс еще называют изоэнтропийным процессом, так как в этом процессе энтропия идеального газа не изменяется: S=0 S=const Тогда на диаграмме ST адиабату изображают как на рис.4 2. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение жүктеу/скачать 34,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|