МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||
Внутрішня енергія і теплоємність ідеального газуТеплоємністю якого-небудь тіла називають величину, рівна кількості теплоти, яку потрібно надати тілу, щоб підвищити його температуру на один кельвін. Аналітично це визначення записується в такий спосіб: , (21.3) де - кількість теплоти, надання якої підвищує температуру тіла на . Теплоємність тіла вимірюється в Дж/К. Теплоємність одиниці маси речовини, яку називають питомою теплоємністю, позначають малою літерою . Вимірюється вона в Дж/(кг·К). У фізиці воліють користатися теплоємністю моля речовини, яку називають молярною теплоємністю. Вимірюється вона в Дж/(моль·К). Позначають цю теплоємність прописною буквою . Питома і молярна теплоємності пов'язані співвідношенням (21.4) де – молярна маса. Теплоємність залежить від умов, при яких відбувається нагрівання тіла. Найбільший інтерес являє собою теплоємність для випадків, коли нагрівання відбувається при сталому об’ємі чи при сталому тиску. У першому випадку ми маємо справу з теплоємністю при сталому об’ємі , у другому – з теплоємністю при сталому тиску . Якщо нагрівання відбувається при сталому об’ємі, то тіло не виконує роботи над зовнішніми тілами і, отже, уся теплота йде на приріст внутрішньої енергії тіла: (див. формулу (1.2)). Звідси випливає, що молярна теплоємність будь-якої речовини при сталому об’ємі дорівнює (21.5) Теплоємність при сталому тиску більша, ніж , тому що при тіло, що нагрівається, розширюється і частина наданої теплоти витрачається на здійснення роботи над зовнішніми тілами. Дослідним шляхом встановлено, що у газів, близьких по своїх властивостях до ідеального газу, теплоємність при сталому об’ємі в широких температурних інтервалах практично не залежить від температури: . Відповідно до формули (21.5) . Проінтегрувавши це співвідношення, отримаємо вираз для внутрішньої енергії моля ідеального газу (21.6) Внутрішня енергія визначається з точністю до довільної сталої. Тому константу у виразі для можна відкинути. Внутрішня енергія – величина адитивна. Отже, внутрішня енергія маси газу буде дорівнювати (21.7) Запишемо рівняння першого закону термодинаміки для моля газу, підставивши і припустивши, що теплота надається газу при постійному тиску: , ( – об’єм 1 моля). Поділивши цей вираз на приріст , що отримує температура при наданні газу теплоти , прийдемо до формули для молярної теплоємності газу при сталому тиску: ( ). Відповідно до формули (21.5) доданок дорівнює молярній теплоємності при сталому об’ємі. Отримуємо (21.8) Ми не робили ніяких припущень про властивості газу, тому формула (2.6) справедлива для будь-яких газів. Тепер припустимо, що газ ідеальний. Відповідно до рівняння стану ідеального газу (для одного моля ) . Продиференціюємо цей вираз по в припущенні, що , отримаємо (21.9) Підстановка цього значення похідної приводить до співвідношення , (21.10) яке називається рівнянням Майєра. Таким чином, робота, виконана молем ідеального газу при підвищенні його температури на один кельвін при сталому тиску, дорівнює газовій сталій . Підкреслимо, що співвідношення (21.10) справедливо лише для ідеального газу. Відношення теплоємностей (21.11) називається показником адіабати і являє собою характерну для кожного газу величину. Молекулярно-кінетична теорія дозволяє встановити зв'язок між теплоємністю ідеального газу і кількістю ступенів вільності молекули. Внутрішню енергію моля ідеального газу можна знайти, помноживши середню енергію однієї молекули на сталу Авогадро . Середня енергія молекули дорівнює . Отже, (21.12) Порівняння виразів (21.6) і (21.12) дає для молярної теплоємності ідеального газу при сталому об’ємі формулу . (21.13) Відповідно до закону Майєра (21.14) З формул (21.10) і (21.14) випливає, що (21.15)
Читайте також:
|
||||||||
|