Методические указания к решению задач

по теме

«Физические основы термодинамики»

Решение задач на эту тему основано на уравнении закона сохранения и превращения энергии с учетом формул изменения внутренней энергии тел и некоторых уравнений механики. Не следует забывать, что мерой энергии хаотического движения, переданной от одного тел к другому в процессе теплообмена, служит количество теплоты.

При решении задач, в которых требуется рассчитать те или иные характеристики идеального газа при переходе системы из одного состояния в другое, необходимо помнить, что:

· Внутренняя энергия системы является функцией состояния, и ее изменение определяется лишь начальным и конечным состоянием системы, то есть не зависит от того, каким образом система перешла из одного состояния в другое.

· Работа, совершаемая при переходе из одного состояния в другое, зависит не только от начального и конечного состояний, но и от вида процесса, с помощью которого произошло изменение состояния. Однако, независимо от процесса, совершаемая газом работа положительна, если в процессе происходит расширение газа, и отрицательна в противном случае.

· Количество теплоты, поглощаемой или выделяемой системой при переходе из одного состояния в другое, так же, как и работа, зависит от вида процесса.

При решении задач, в которых рассматриваются циклические процессы, удобно придерживаться следующей последовательности:

· Внимательно рассмотрев циклический процесс, ясно представить, в каких процессах участвует газ. Часто удобно изобразить цикл графически в координатах (р, V). Если по условию задачи цикл уже задан графически, но в координатах (р, V) или (V, T), то перестроить его в координатах (р, V), отметив параметры состояния в начале и в конце каждого процесса.

· Найти работу А_i, совершаемую газом (или над ним), и количество теплоты Q_i, полученное (или отданное) им для всех рассматриваемых процессов, составляющих цикл.

· Проанализировав условие задачи, установить, на каких участках цикла газ отдавал тепло, а на каких получал. Сумма количеств теплоты, где Q_i>0, будет равна количеству теплоты, полученной газом за цикл, то есть теплу, полученному от нагревателя: Q₁=SQ_i. Сумма количеств теплоты в процессах, где Q_i<0, будет равна теплоте, отданной за цикл холодильнику Q₂=SQ_i.

· Работу за цикл вычислить как алгебраическую сумму работ на каждом из его участков. Если график цикла в координатах (р, V) представляет собой простую геометрическую фигуру, то работу можно определить как площадь фигуры, ограниченной петлей цикла, при этом работа положительна, если состояние газа изменяется в цикле по часовой стрелке, в противном случае – отрицательна.

Поиск по сайту: