A termodinamika első elvének alkalmazása az ideális gázhoz - PDF Free Download

A termodinamika I. elvének alkalmazása az ideális gázra A termodinamika I. elve a megőrzés és az energia törvényét fejezi ki egyik formáról a másikra, és a következő összefüggéssel fejezi ki: ΔUQ-L, ahol: A termodinamikai rendszer belső energiájának ΔU-variációja L-mechanikai munka megváltozott külső Q rendszerű hőcserélő külső rendszerrel A fenti összefüggés a következő ábra előírásával érvényes: Q> 0 Q 0 (A rendszer által kapott hő pozitív és a kapott hő negatív; a rendszer által kapott mechanikai munka negatív, és a kapott (elvégzett) pozitív.) Az ideális gáz belső energiája a gázmolekulák termikus keverési mozgásának köszönhető, és a következő összefüggéssel adható meg: i U ν R (az ideális gáz kalória-egyenlete), ahol: i -molekula 3 szabadságfokának száma egyatomos gázoknál és 5, diatomi gázoknál 6, többatomos gázoknál m N (ν, ahol: µ NA µ m az ideális gáz tömege µ az ideális gáz moláris tömege N-szám gázmolekulák N A -Avogadro száma (N A 6,03 10 6 kmol -1) - az ideális gázmennyiség µ -a gáz moláris térfogata) R-az ideális gázállandó (R8,31 10 3 J/(kmol K)) -abszolút gáz hőmérséklete

alkalmazása

p pf () L 1 p () d L 1 Amikor a gáz növeli a térfogatát (ellazul), mechanikai munkát végez, és amikor a gáz csökkenti a térfogatát (összenyomódik), mechanikai munkát kap. az ideális gáztranszformációk olyan termodinamikai folyamatok, amelyek során a gázmennyiség állandó marad (νconst., mconst.). Az alábbi táblázat összefoglalja az ideális gáztranszformációkat: ipul Definíció Izochor törvény konst. p1 p ln x log e x, ahol e, 718 1 izobár p konst. 1 1 ΔU L Q U ν C 0 ν C U ν C p ν R ν C p izoterm konst. p1 1 p 0 R ln ν R ln 1 adiabatikus Q0 γ γ pp U ν C ν C 0 általános (néhány) pf () 1 1 pppf () 1 1 p 1 p 1 1 1 U ν C p () d ν 1 U + L 1

p 1 -gáznyomás p -véggáznyomás 1 -gázgáztérfogat -gáztérfogat 1 -induló abszolút gázhőmérséklet -végső abszolút gázhőmérséklet P 1 1 1 νkonst. P νconst.