ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் மற்றும் வெப்ப திறன்கள். வெப்ப திறன்களின் பாரம்பரிய கோட்பாடு. தேர்வு: வெப்ப இயக்கவியல் (வெப்ப நிகழ்வுகள்) 1 மோல் வாயுவின் உள் ஆற்றல் மதிப்பாய்வு செய்வோம்

வெப்பநிலை என்பது உடல்களை வெப்பமாக்குவதற்கான அளவு அளவீடு ஆகும். இது ஒரு தெர்மோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது மற்றும் டிகிரி செல்சியஸ் (? C) இல் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. உடல் வெப்பநிலை மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தின் வேகத்தைப் பொறுத்தது.

உடலை உருவாக்கும் அனைத்து மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலும் அவற்றின் தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றலும் உடலின் உள் ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன. உள் ஆற்றல்உடல் வெப்பநிலை, பொருளின் திரட்டல் நிலை மற்றும் பிற காரணிகளைப் பொறுத்தது மற்றும் உடலின் இயந்திர நிலை மற்றும் அதன் இயந்திர இயக்கத்தைப் பொறுத்தது அல்ல. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​உடலின் உள் ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது.

வெப்ப பரிமாற்றத்தின் போது மற்றும் வேலை செய்யும் போது உடலின் உள் ஆற்றல் மாறுகிறது.

வேலை செய்யாமல் உடலின் உள் ஆற்றலை மாற்றுவது வெப்ப பரிமாற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெப்பப் பரிமாற்றம் எப்பொழுதும் அதிக வெப்பநிலை உள்ள உடலிலிருந்து குறைந்த வெப்பநிலை கொண்ட உடலுக்கு திசையில் நிகழ்கிறது. வெப்ப பரிமாற்றத்தில் மூன்று வகைகள் உள்ளன.

வெப்ப கடத்தி- ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொரு உடலுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம். இந்த வழக்கில், பொருள் நகராது, ஆற்றல் மட்டுமே மாற்றப்படுகிறது. வெப்ப கடத்துத்திறன் பொருளின் வகையைப் பொறுத்தது. ஆற்றல் பரிமாற்ற விகிதம் வெப்பநிலை வேறுபாட்டிற்கு விகிதாசாரமாகும்.

வெப்பச்சலனம் என்பது திரவம் அல்லது வாயுவின் பாய்ச்சல்களால் ஆற்றலை மாற்றுவது. வெப்பச்சலனம் ஆர்க்கிமிடீஸின் சக்தியின் செயல்பாட்டால் விளக்கப்படுகிறது. மிகவும் வலுவாக சூடேற்றப்பட்ட ஒரு பொருள் குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் குறைந்த வெப்பமான பொருளுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் நகர்கிறது.

ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் மூன்றாவது முறை கதிர்வீச்சு ஆகும். வெற்றிடத்திலும் இது சாத்தியமாகும். அனைத்து சூடான உடல்களாலும் ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. அதிக வெப்பநிலை, வலுவான வெப்ப கதிர்வீச்சு.

வெப்ப பரிமாற்றத்தின் போது உடல் பெறும் அல்லது இழக்கும் ஆற்றல் அழைக்கப்படுகிறது வெப்பத்தின் அளவு Q.வெப்பத்தின் அளவு உடல் எடை, பொருளின் வகை மற்றும் உடல் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களைப் பொறுத்தது. வெப்பத்தின் அளவு ஜூல்களில் (J) அளவிடப்படுகிறது.

1 கிலோ எடையுள்ள உடலின் வெப்பநிலை 1 C ஆல் அதிகரிக்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவிற்கு சமமான உடல் அளவு அழைக்கப்படுகிறது பொருளின் குறிப்பிட்ட வெப்ப திறன் c.இதனால்,

ஒரு கிலோ எரிபொருளை எரிக்கும் போது எவ்வளவு வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது என்பதைக் காட்டும் இயற்பியல் அளவு அழைக்கப்படுகிறது
குறிப்பிட்ட எரிப்பு வெப்பம் q.

Q=qm

ஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்தின் சட்டம்.

இயந்திர மற்றும் உள் ஆற்றல் ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு செல்ல முடியும். இயற்கையில் நிகழும் அனைத்து நிகழ்வுகளிலும் ஆற்றல் தோன்றுவதும் இல்லை மறைவதும் இல்லை. இது ஒரு வகையிலிருந்து மற்றொரு வகைக்கு மாறுகிறது, அதே நேரத்தில் அதன் பொருள் மாறுகிறது

வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறை - வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பில் ஏற்படும் எந்த மாற்றமும் அதன் வெப்ப இயக்கவியல் அளவுருக்களில் குறைந்தபட்சம் ஒரு மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும்.தெர்மோடைனமிக் சமநிலை- ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் அமைப்பின் நிலை, அதன் வெப்ப இயக்கவியல் அளவுருக்கள் காலப்போக்கில் மாறாது.சமநிலை செயல்முறைகள் - ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட காலப்பகுதியில் வெப்ப இயக்கவியல் அளவுருக்களின் மாற்றம் எண்ணற்றதாக இருக்கும் வகையில் நிகழும் செயல்முறைகள்.

ஐசோபிராசஸ்கள் - இவை சமநிலை செயல்முறைகள், இதில் முக்கிய நிலை அளவுருக்களில் ஒன்று மாறாமல் இருக்கும்.

ஐசோபரிக் செயல்முறை - நிலையான அழுத்தத்தில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை (ஆயங்களில்வி,டி (அவர் சித்தரிக்கப்படுகிறார் ஐசோபார்).

ஐசோகோரிக் செயல்முறை- ஒரு நிலையான தொகுதியில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை (ஆயங்களில் p,t அவர் சித்தரிக்கப்படுகிறார் ஐசோகோர்). சமவெப்ப செயல்முறை - ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை (ஆயங்களில்ப,வி அவர் சித்தரிக்கப்படுகிறார் சமவெப்பம்).

அடியாபாடிக் செயல்முறைஅமைப்புக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் இடையே வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லாத ஒரு செயல்முறையாகும் (ஆயங்களில்ப,வி அவர் சித்தரிக்கப்படுகிறார் அடியாபாடிக்).

அவகாட்ரோவின் மாறிலி (எண்) - ஒரு மோலில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை N A =6.022. 10 23 .

இயல்பான நிலைமைகள்: ப = 101300 பா, டி = 273.16 கே.

பரிசோதனை சிறந்த வாயு விதிகள்

பாயில்-மேரியட் சட்டம் : மணிக்கு T=const, m=const pV = const ( சமவெப்ப செயல்முறை

கே-லுசாக்கின் சட்டம் : p=const, m=const உடன் V=V o aT ( ஐசோபரிக் செயல்முறை ,), V=const, m=const உடன் p=p o aT ( ஐசோகோரிக் செயல்முறை ).

அவகாட்ரோ விதி : அதே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் எந்த வாயுவின் ஒரு மோல் அதே அளவை ஆக்கிரமிக்கிறது Vm (சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் Vm = 22.41. 10 -3 மீ 3 )

இலட்சிய வாயுவின் நிலை சமன்பாடு (கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு)

அழுத்தம், அளவு மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான செயல்பாட்டு உறவு அழைக்கப்படுகிறது மாநில சமன்பாடு. ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு, பாய்ல்-மரியோட், கே-லுசாக் மற்றும் அவகாட்ரோ சட்டங்களைப் பயன்படுத்தி, ஒருவர் பெறலாம்:

ஒரு மோல் வாயுவுக்கான கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு pV m = RT, (1a)

R = 8.31 J/mol. TO - வாயு மாறிலி(கடைசி சமன்பாட்டில் சாதாரண நிலைமைகளை மாற்றிய பின் இது காணப்படுகிறது)

தன்னிச்சையான வாயு நிறைக்கான கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு pV =(m/M)RT = nRT, (1b)

M என்பது ஒரு மோலின் நிறை (molar mass), n = m/M என்பது பொருளின் அளவு.

நீங்கள் நுழையலாம் போல்ட்ஸ்மேன் நிலையானது k = R/N A = 1.38 . 10 -23 J/K மற்றும் பின்னர் Clapeyron-Mendeleev சமன்பாடு p = nkT வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது,

எங்கே n = N A /V m - ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை (மூலக்கூறுகளின் செறிவு), அதாவது. அதே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில், அனைத்து வாயுக்களும் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன (சாதாரண நிலையில் 1 மீ 3 கொண்டிருக்கிறது

N L = 2.68. 10 25 மூலக்கூறுகள் - லாஷ்மிட் எண் ).

இலட்சிய வாயுக்களின் மூலக்கூறு இயக்கக் கோட்பாட்டின் அடிப்படை சமன்பாடு வாயு மூலக்கூறுகள் குழப்பமாக நகரும் என்ற அனுமானத்தின் கீழ் பெறப்பட்டது, பாத்திரத்தின் சுவர்களில் ஏற்படும் தாக்கங்களின் எண்ணிக்கையுடன் ஒப்பிடும்போது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான பரஸ்பர மோதல்களின் எண்ணிக்கை மிகக் குறைவு, மேலும் பாத்திரத்தின் சுவர்களில் மூலக்கூறுகளின் மோதல்கள் முற்றிலும் மீள்தன்மை கொண்டவை.

p = (1/3)nm 2 ,

இதில் n = N/V என்பது வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவு, N என்பது வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை, V என்பது வாயுவின் அளவு, = [(1/N)v i 2 ] 1/2 - மூலக்கூறின் சதுர வேகம், v i - i-மூலக்கூறின் வேகம், m - ஒரு மூலக்கூறின் நிறை.

அனைத்து வாயு மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் மொத்த இயக்க ஆற்றல்

E = N எனவே சமன்பாடு p = (1/3)nm 2 ஐ pV = (2/3)E என எழுதலாம்.

க்கு சராசரி இயக்க ஆற்றல் ஒரு சிறந்த வாயு மூலக்கூறின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கம்

= 3kT/2.

இதனால், வெப்ப இயக்க வெப்பநிலைடி சிறந்த வாயு மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் சராசரி இயக்க ஆற்றலின் அளவீடு ஆகும் மற்றும் சூத்திரம் வெப்பநிலையின் மூலக்கூறு இயக்கவியல் விளக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறது.

உள் ஆற்றல் யு - அமைப்பின் நுண் துகள்களின் (மூலக்கூறுகள், அணுக்கள், எலக்ட்ரான்கள், கருக்கள், முதலியன) குழப்பமான (வெப்ப) இயக்கத்தின் ஆற்றல் மற்றும் இந்த துகள்களின் தொடர்பு ஆற்றல். உள் ஆற்றலில் ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றல் மற்றும் வெளிப்புற புலங்களில் அமைப்பின் சாத்தியமான ஆற்றல் ஆகியவை அடங்கும்.உள் ஆற்றல் - அமைப்பின் தெர்மோடைனமிக் நிலையின் தெளிவற்ற செயல்பாடு, அதாவது ஒவ்வொரு மாநிலத்திலும் அமைப்பு மிகவும் குறிப்பிட்ட (ஒற்றை) ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.உள் ஆற்றல்அமைப்பு இந்த நிலைக்கு எவ்வாறு வந்தது என்பதைப் பொறுத்தது அல்ல: நிலை (1) இலிருந்து நிலைக்கு (2) உள் ஆற்றலின் மாற்றம்டி.யு. இந்த நிலைகளின் உள் ஆற்றல் மதிப்புகளில் உள்ள வேறுபாட்டால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது DU = U 1 - U 2 மற்றும் மாற்றம் பாதை சார்ந்து இல்லை.

சிறந்த வாயுவின் 1 மோலின் உள் ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்என் ஏ மூலக்கூறுகள்

U m = ikTN A = iRT/2,

மற்றும் சிறந்த வாயுவின் 1 மோலின் உள் ஆற்றலில் மாற்றம் dU m =(iR/2)dT

(மூலக்கூறுகள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளாது, எனவே வாயு மூலக்கூறுகளின் பரஸ்பர ஆற்றல் ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும்).

ஒரு சிறந்த வாயுவின் தன்னிச்சையான நிறை m இன் உள் ஆற்றல்

U = (m/M)(iRT/2)=n(iRT/2), இங்கு M - மோலார் நிறை (ஒரு மோலின் நிறை),

n = m/M - பொருளின் அளவு.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி:

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் கணினியில் வேலை செய்வதன் விளைவாக அல்லது அதற்கு வெப்பத்தை வழங்குவதன் விளைவாக மாறலாம்.வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் இரண்டு வடிவங்கள் உள்ளன: வேலை மற்றும் வெப்பம். இயந்திர இயக்கத்தின் ஆற்றலை வெப்ப இயக்கத்தின் ஆற்றலாக மாற்றலாம், மற்றும் நேர்மாறாகவும். இந்த மாற்றங்களின் போது, ​​ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி அனுசரிக்கப்படுகிறது: வெப்பம்கே , அமைப்புக்கு தொடர்பு கொண்டு, அதன் உள் ஆற்றலை மாற்ற செலவிடப்படுகிறதுடி.யு. மற்றும் அவளுக்கு எதிராக வேலை A செய்ய வெளிப்புற சக்திகள்ஏ(வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி)

Q = DU + A,

எங்கே DU - அமைப்பின் உள் ஆற்றலில் மாற்றம், கே - கணினியால் பெறப்பட்ட வெப்ப அளவு(கணினிக்கு வெப்பம் வழங்கப்பட்டால் Q > 0 என்று கருதப்படுகிறது, மற்றும் Q< 0, если система отдает теплоту), А - வெளிப்புற சூழலில் அமைப்பின் வேலை(வெளிப்புற சக்திகளுக்கு எதிராக அமைப்பு செய்தால் A>0 மற்றும் ஏ<0, если над системой внешними силами совершается работа). В СИ количество теплоты Q выражается в джоулях [Дж].

எண்ணற்ற தொகையை மாற்றும் போது ஆற்றல் பாதுகாப்பு வெப்ப விதி (வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி) dQ = dU + dA, (3b) வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது

எங்கே dU - அமைப்பின் உள் ஆற்றலில் எண்ணற்ற மாற்றம் (மொத்த வேறுபாடு), dA- அடிப்படை வேலை, dQ - ஒரு எண்ணற்ற அளவு வெப்பம்.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதிமேலும் இந்த வழியில் உருவாக்கப்பட்டது: வெளியில் இருந்து இயந்திரத்திற்கு வழங்கப்படும் ஆற்றலை விட அதிக வேலை செய்யும் ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் இயங்கும் இயந்திரத்தை உருவாக்குவது சாத்தியமில்லை.(அத்தகைய இயந்திரம் அழைக்கப்படுகிறது முதல் வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம், மற்றும் முதல் வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரத்தை உருவாக்குவது சாத்தியமற்றது என்பது வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின் சூத்திரங்களில் ஒன்றாகும்.).

வாயு அளவு மாறும்போது அதன் வேலை

ஒரு வாயு விரிவடைந்து பிஸ்டனை தூரம் நகர்த்தினால் dl , பின்னர் அவர் பிஸ்டனில் வேலை செய்கிறார்

dA = Fdl = pSdl = pdV,

இதில் S என்பது பிஸ்டன் பகுதி, dV = Sdl என்பது கணினி அளவின் மாற்றம்

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது என்பதை அனுபவம் காட்டுகிறது:

இங்கே B என்பது விகிதாசார குணகம், இது மிகவும் பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில் மாறாமல் இருக்கும்.

வாயுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவின் மீது உள் ஆற்றலின் சார்பு இல்லாதது ஒரு சிறந்த வாயுவின் மூலக்கூறுகள் பெரும்பாலான நேரங்களில் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளாது என்பதைக் குறிக்கிறது. உண்மையில், மூலக்கூறுகள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொண்டால், உள் ஆற்றலில் தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றல் அடங்கும், இது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான சராசரி தூரத்தைப் பொறுத்தது, அதாவது.

மோதல்களின் போது, ​​அதாவது, மூலக்கூறுகள் மிகக் குறைந்த தூரத்தை நெருங்கும் போது, ​​தொடர்புகள் நடைபெற வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்க. இருப்பினும், அரிதான வாயுவில் இத்தகைய மோதல்கள் அரிதாகவே நிகழ்கின்றன. ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் அதன் பெரும்பாலான நேரத்தை இலவச விமானத்தில் செலவிடுகிறது.

ஒரு உடலின் வெப்பத் திறன் என்பது அதன் வெப்பநிலையை ஒரு கெல்வின் மூலம் அதிகரிக்க உடலுக்கு வழங்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவிற்கு சமமான மதிப்பாகும். ஒரு உடலுக்கு ஒரு அளவு வெப்பத்தை வழங்குவது அதன் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கிறது என்றால், வெப்ப திறன், வரையறையின்படி, சமமாக இருக்கும்

இந்த மதிப்பு கெல்வினுக்கு (J/K) ஜூல்களில் அளவிடப்படுகிறது.

மோலார் ஹீட் கேபாசிட்டி எனப்படும் ஒரு பொருளின் மோலின் வெப்பத் திறனை, பெரிய எழுத்தான C மூலம் குறிப்போம். இது ஒரு மோல் கெல்வின் (J/(mol K)) ஜூல்களில் அளவிடப்படுகிறது.

ஒரு பொருளின் அலகு வெகுஜனத்தின் வெப்பத் திறன் குறிப்பிட்ட வெப்பத் திறன் எனப்படும். அதை சி என்ற சிறிய எழுத்துடன் குறிப்போம். ஒரு கிலோ கெல்வினுக்கு ஜூல்களில் அளவிடப்படுகிறது

அதே பொருளின் மோலார் மற்றும் குறிப்பிட்ட வெப்ப திறன்களுக்கு இடையே ஒரு தொடர்பு உள்ளது

(- மோலார் நிறை).

வெப்பத் திறனின் அளவு உடல் சூடாக இருக்கும் நிலைமைகளைப் பொறுத்தது. வெப்ப திறன் ஒரு நிலையான அளவு அல்லது நிலையான அழுத்தத்தில் வெப்பம் நிகழும் நிகழ்வுகளுக்கு மிகவும் ஆர்வமாக உள்ளது. முதல் வழக்கில், வெப்ப திறன் நிலையான அளவு வெப்ப திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது (குறிப்பிடப்படுகிறது), இரண்டாவது - நிலையான அழுத்தத்தில் வெப்ப திறன்

வெப்பம் நிலையான அளவில் ஏற்பட்டால், உடல் வெளிப்புற உடல்களில் வேலை செய்யாது, எனவே, வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின்படி (பார்க்க (83.4)), அனைத்து வெப்பமும் உடலின் உள் ஆற்றலை அதிகரிக்கச் செல்கிறது:

(87.4) இலிருந்து, நிலையான அளவில் எந்த உடலின் வெப்பத் திறன் சமமாக இருக்கும்

T ஐப் பொறுத்து U க்கான வெளிப்பாட்டை வேறுபடுத்தும் போது, ​​தொகுதி நிலையானதாகக் கருதப்பட வேண்டும் என்ற உண்மையை இந்தக் குறியீடு வலியுறுத்துகிறது. ஒரு சிறந்த வாயு விஷயத்தில், U T ஐ மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, எனவே வெளிப்பாடு (87.5) என குறிப்பிடலாம்

(மோலார் வெப்ப திறனைப் பெற, நீங்கள் ஒரு மோல் வாயுவின் உள் ஆற்றலை எடுக்க வேண்டும்).

ஒரு மோல் வாயுவிற்கான வெளிப்பாடு (87.1) வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது T உடன் வேறுபடுகிறது, எனவே, ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றலுக்கான வெளிப்பாடு வடிவத்தில் குறிப்பிடப்படலாம்.

நிலையான அளவில் வாயுவின் மோலார் வெப்ப திறன் எங்கே.

ஒரு தன்னிச்சையான வெகுஜன வாயுவின் உள் ஆற்றல் ஒரு மோலின் உள் ஆற்றலுக்கு சமமாக இருக்கும், இது வெகுஜனத்தில் உள்ள வாயுவின் மோல்களின் எண்ணிக்கையால் பெருக்கப்படுகிறது:

நிலையான அழுத்தத்தில் வாயு வெப்பம் ஏற்பட்டால், வாயு விரிவடையும், வெளிப்புற உடல்களில் நேர்மறையான வேலை செய்யும். இதன் விளைவாக, இந்த வழக்கில் ஒரு கெல்வின் மூலம் வாயுவின் வெப்பநிலையை அதிகரிக்க, ஒரு நிலையான அளவில் வெப்பமடைவதை விட அதிக வெப்பம் தேவைப்படும் - வெப்பத்தின் ஒரு பகுதி வாயு மூலம் வேலை செய்ய செலவிடப்படும். எனவே, நிலையான அழுத்தத்தில் உள்ள வெப்பத் திறன் நிலையான அளவு வெப்பத் திறனை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

வாயுவின் மோலுக்கு வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின் சமன்பாட்டை (84.4) எழுதுவோம்:

இந்த வெளிப்பாட்டில், இல் உள்ள சப்ஸ்கிரிப்ட் வெப்பம் நிலையானதாக இருக்கும் சூழ்நிலையில் வாயுவிற்கு மாற்றப்படுவதைக் குறிக்கிறது. வகுத்தால் (87.8) நிலையான அழுத்தத்தில் வாயுவின் மோலார் வெப்பத் திறனுக்கான வெளிப்பாட்டைப் பெறுகிறோம்:

நாம் பார்த்தபடி, நிலையான அளவு மோலார் வெப்பத் திறனுக்கு இந்த சொல் சமம். எனவே, சூத்திரம் (87.9) பின்வருமாறு எழுதலாம்:

(87.10)

மதிப்பு ஒரு கெல்வின் மூலம் வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் ஒரு மோல் வாயுவின் அளவு அதிகரிப்பதைக் குறிக்கிறது, இதன் விளைவாக அது நிலையானதாக இருக்கும். மாநிலத்தின் சமன்பாட்டின் படி (86.3). இந்த வெளிப்பாட்டை T ஐப் பொறுத்து வேறுபடுத்துவது, p=const என்று வைத்துக்கொள்வோம்

இந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல்களை மட்டுமே கொண்டிருக்கும். முதலில் ஒரு மோல் வாயுவின் உள் ஆற்றலைக் கணக்கிடுவோம். எனவே, ஒரு இலட்சிய வாயுவின் ஒரு மோலின் உள் ஆற்றல் Um ஆனது சமம்: 1 ஏனெனில் kN = R என்பது உலகளாவிய வாயு மாறிலி.

சமூக வலைப்பின்னல்களில் உங்கள் வேலையைப் பகிரவும்

இந்த வேலை உங்களுக்கு பொருந்தவில்லை என்றால், பக்கத்தின் கீழே இதே போன்ற படைப்புகளின் பட்டியல் உள்ளது. நீங்கள் தேடல் பொத்தானையும் பயன்படுத்தலாம்

விரிவுரை எண். 16

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல்

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றலைக் கருத்தில் கொள்வோம். ஒரு சிறந்த வாயுவில் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே ஈர்ப்பு இல்லை. எனவே அவற்றின் சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும். இந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல்களை மட்டுமே கொண்டிருக்கும். முதலில் ஒரு மோல் வாயுவின் உள் ஆற்றலைக் கணக்கிடுவோம். ஒரு பொருளின் ஒரு மோலில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை அவகாட்ரோவின் எண்ணிக்கைக்கு சமம் என்பது அறியப்படுகிறது.என் ஏ . ஒரு மூலக்கூறின் சராசரி இயக்க ஆற்றல் சூத்திரத்தால் கண்டறியப்படுகிறது. எனவே, உள் ஆற்றல்உம் ஒரு சிறந்த வாயுவின் ஒரு மோல் இதற்கு சமம்:

(1)

kN A = R என்பதால் உலகளாவிய வாயு மாறிலி. உள் ஆற்றல்யு தன்னிச்சையான வாயு நிறைஎம் மோல்களின் எண்ணிக்கையால் பெருக்கப்படும் ஒரு மோலின் உள் ஆற்றலுக்கு சமம் n = M / m க்கு சமம், இங்கு m வாயுவின் மோலார் நிறை, அதாவது.

(2)

எனவே, கொடுக்கப்பட்ட இலட்சிய வாயுவின் உள் ஆற்றல் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது மற்றும் அளவு மற்றும் அழுத்தத்தை சார்ந்தது அல்ல.

வெப்பத்தின் அளவு

ஒரு தெர்மோடைனமிக் அமைப்பின் உள் ஆற்றல் பல வெளிப்புற காரணிகளின் செல்வாக்கின் கீழ் மாறலாம், இது சூத்திரம் (2) இலிருந்து பார்க்க முடியும், இந்த அமைப்பின் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, நீங்கள் ஒரு வாயுவை விரைவாக அழுத்தினால், அதன் வெப்பநிலை உயர்கிறது. உலோகத்தை துளையிடும் போது, ​​அதுவும் சூடாகிறது. வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளைக் கொண்ட இரண்டு உடல்கள் தொடர்பு கொள்ளப்பட்டால், குளிர்ச்சியான உடலின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கிறது, மேலும் வெப்பமான உடலின் வெப்பநிலை குறைகிறது. முதல் இரண்டு நிகழ்வுகளில், வெளிப்புற சக்திகளின் வேலை காரணமாக உள் ஆற்றல் மாறுகிறது, கடைசியாக, மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல்கள் பரிமாறப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக சூடான உடலின் மூலக்கூறுகளின் மொத்த இயக்க ஆற்றல் குறைகிறது, மற்றும் குறைந்த வெப்பம் அதிகரிக்கிறது. இயந்திர வேலை செய்யாமல் வெப்பமான உடலில் இருந்து குளிர்ந்த உடலுக்கு ஆற்றல் மாற்றப்படுகிறது. இயந்திர வேலை செய்யாமல் ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொரு உடலுக்கு ஆற்றலை மாற்றும் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறதுவெப்ப பரிமாற்றம் அல்லது வெப்ப பரிமாற்றம் . வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளைக் கொண்ட உடல்களுக்கு இடையே ஆற்றல் பரிமாற்றம் எனப்படும் அளவு வகைப்படுத்தப்படுகிறதுவெப்ப அளவுஅல்லது வெப்பம், அதாவது. வெப்ப அளவுஇது இந்த அமைப்புகளுக்கு இடையே உள்ள வெப்பநிலை வேறுபாட்டின் காரணமாக வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு வெப்ப பரிமாற்றத்தால் ஆற்றல் மாற்றப்படுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி

இயற்கையில் உள்ளதுஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்திற்கான சட்டம், இதன் மூலம்ஆற்றல் மறைந்துவிடாது, மீண்டும் தோன்றாது, ஆனால் ஒரு வகையிலிருந்து மற்றொரு வகைக்கு மட்டுமே செல்கிறது. இந்த சட்டம் பொருந்தும்வெப்ப செயல்முறைகள், அதாவது வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் தொடர்புடைய செயல்முறைகள், அத்துடன் ஒரு பொருளின் திரட்டல் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு தெர்மோடைனமிக் அமைப்புக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பம் கொடுக்கப்பட்டால்கே , அதாவது சில ஆற்றல், பின்னர் இந்த ஆற்றலின் காரணமாக பொது வழக்கில் அதன் உள் ஆற்றலில் மாற்றம் ஏற்படுகிறதுடி யு மற்றும் அமைப்பு, விரிவடைந்து, ஒரு குறிப்பிட்ட இயந்திர வேலை செய்கிறதுஏ . ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டத்தின்படி, சமத்துவம் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும் என்பது வெளிப்படையானது:

அந்த. வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புக்கு வழங்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவு அதன் உள் ஆற்றலை மாற்றுவதற்கும் அதன் விரிவாக்கத்தின் போது கணினியில் இயந்திர வேலைகளைச் செய்வதற்கும் செலவிடப்படுகிறது.உறவு (4) அழைக்கப்படுகிறதுவெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி.

ஒரு அடிப்படை அளவு வெப்பம் செலுத்தப்படும் போது, ​​அமைப்பின் நிலையில் சிறிய மாற்றத்திற்கு முதல் விதியின் வெளிப்பாட்டை எழுதுவது வசதியானது. dQ மற்றும் கணினி ஆரம்ப வேலை செய்கிறது dA, அதாவது.

(4)

எங்கே dU அமைப்பின் உள் ஆற்றலில் அடிப்படை மாற்றம். ஃபார்முலா (4) என்பது வேறுபட்ட வடிவத்தில் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின் பிரதிநிதித்துவமாகும்.

வாயுவை அதன் ஒலியளவை மாற்றும் போது அதன் வேலை

அரிசி. 1

நகரக்கூடிய பிஸ்டனால் மூடப்பட்ட உருளை பாத்திரத்தில் வாயு இருக்கட்டும். வாயுவை சூடாக்குவோம், இதன் விளைவாக அதன் அளவு மாறுகிறது. வாயுவின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி அளவைக் குறிப்போம்வி 1 மற்றும் வி 2 , மற்றும் பிஸ்டனின் குறுக்கு வெட்டு பகுதிஎஸ் (வரைபடம். 1). வாயு அதன் விரிவாக்கத்தின் போது செய்த வேலையைக் கண்டுபிடிப்போம். பிஸ்டனை நகர்த்தும்போது அதன் மீது செயல்படும் சக்திகள் செய்யும் வேலைக்கு இது சமம். பிஸ்டன் நகரும் போது, ​​வாயு அழுத்தம் மாறுகிறது. எனவே, பிஸ்டனில் பயன்படுத்தப்படும் விசையும் மாறுகிறது. அப்புறம் மெக்கானிக்கல் வேலைஏ சூத்திரத்தால் கண்டறியப்படுகிறது:

(5)

இந்த வழக்கில் a = 0 (a விசை மற்றும் அடிப்படை இடப்பெயர்ச்சி இடையே கோணம்) மற்றும் cos a = 1. Force modulus F அழுத்தம் மூலம் கண்டுபிடிக்கபி , வாயு பிஸ்டனில் செலுத்துகிறது: F=PS . இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, அடிப்படை வேலைக்கு dA, dA = F dl cos a = PS dl = P dV, dV = S dl என்று பெறுகிறோம் அடிப்படை அளவு அதிகரிப்பு. இந்த வெளிப்பாட்டை (5) க்கு மாற்றினால், எங்களிடம் உள்ளது:

(6)

பல்வேறு செயல்முறைகளுக்கு வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின் பயன்பாடு

1. ஐசோகோரிக் செயல்முறை.நிலையான தொகுதியில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை ( V = const), isochoric (isochoric) என்று அழைக்கப்படுகிறது. வி = என்பதால் const, பின்னர் தொகுதியில் அடிப்படை மாற்றம் dV = 0, மற்றும் அடிப்படை எரிவாயு வேலை dA = P dV = 0, அதாவது இந்த செயல்பாட்டின் போது, ​​வாயு இயந்திர வேலை செய்யாது. பின்னர் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி எழுதப்படும்:

DQ V = dU . (7)

இதன் விளைவாக, ஒரு ஐசோகோரிக் செயல்முறையின் போது, ​​வாயுவிற்கு வழங்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவு அதன் உள் ஆற்றலை மாற்றுவதற்கு முழுமையாக செலவிடப்படுகிறது. (7) இல் வெப்ப இயக்கவியலில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட குறியீடு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்க. கொடுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டின் போது எந்த அளவுருவும் மாறவில்லை என்றால், அது நமக்கு ஆர்வமுள்ள மதிப்பிற்கான குறியீடாக செயல்படுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புக்கு மாற்றப்படும் அல்லது வெளியிடப்பட்ட வெப்பத்தின் அளவு அதன் வெப்ப திறன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.வெப்ப திறன் இது கணினியை ஒரு டிகிரி வெப்பமாக்க வழங்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவைக் கொண்டு அளவிடப்படும் இயற்பியல் அளவு. வெளிப்படையாக, கணினியை ஒரு டிகிரி வெப்பப்படுத்த தேவையான வெப்பத்தின் அளவு பொருளின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது. எனவே, குறிப்பிட்ட மற்றும் மோலார் வெப்ப திறன் என்ற கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.குறிப்பிட்ட வெப்பம் c ஒரு பொருளின் ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்தின் வெப்பநிலையை ஒரு டிகிரியால் அதிகரிக்க தேவையான வெப்பத்தின் அளவு வகைப்படுத்தப்படுகிறது.மோலார் வெப்ப திறன் C ஒரு பொருளின் ஒரு மோலின் வெப்பநிலையை ஒரு டிகிரி உயர்த்துவதற்கு தேவைப்படும் வெப்பத்தின் அளவு. இந்த வெப்பத் திறன்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடையது

C  = m c , (8)

எங்கே எம் மோலார் நிறை.

ஒரு பொருளின் ஒரு மோல் வெப்பத்தின் அளவு கொடுக்கப்பட்டால் dQ மீ மற்றும் அதே நேரத்தில் அதன் வெப்பநிலை மாறும்டிடி டிகிரி, பின்னர் வரையறை மூலம்

(9)

வெப்ப திறன் வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு வெப்பமடையும் வெளிப்புற நிலைமைகளைப் பொறுத்தது. நிலையான அழுத்தம் (ஐசோபாரிக் வெப்ப திறன்) மற்றும் நிலையான அளவு (ஐசோகோரிக் வெப்ப திறன்) ஆகியவற்றில் வெப்ப திறன்கள் உள்ளன. மோலார் ஐசோகோரிக் வெப்பத் திறனைக் குறிப்போம்சி எம் வி . வெளிப்பாடு (9) படி, இது சமம்:

(10)

(7) இருந்து அது பின்வருமாறு dQ  V = dU  . சூத்திரம் (10) இலிருந்து நாம் அதைப் பெறுகிறோம்

DU m = C m V dT. (பதினொரு)

ஒரு பொருளின் ஒரு மோலின் உள் ஆற்றலைக் கண்டறிய, வெளிப்பாடு (11) ஒருங்கிணைக்க வேண்டியது அவசியம், அதாவது.

(12)

மிகவும் பரந்த வெப்பநிலை வரம்புகளில் இல்லைசி எம் வி நிலையானது. பின்னர் அது ஒருங்கிணைந்த அடையாளத்திலிருந்து எடுக்கப்படலாம் மற்றும் (12) எழுதப்படும்

U m = C m V T. (13)

ஒரு தன்னிச்சையான நிறை பொருளுக்குஎம் உள் ஆற்றல்யு உள் ஆற்றலுக்கு சமம்உம் மச்சத்தின் எண்ணிக்கையை விட ஒரு மச்சம் n = M / m, அதாவது.

(14)

2. ஐசோபரிக் செயல்முறை.நிலையான அழுத்தத்தில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை ( P = const), isobaric (isobaric) என்று அழைக்கப்படுகிறது ) இருந்து தொகுதி அதிகரிக்கும் போது எரிவாயு வேலைவி 1 முதல் வி 2 வரை சூத்திரம் (6):

(15)

பி = என்பதால் const, பின்னர் அது ஒருங்கிணைந்த அடையாளத்திலிருந்து எடுக்கப்பட்டது. வேறுபட்ட வடிவத்தில் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, கொடுக்கப்பட்டது dA = P  dV , வடிவத்தில் எழுதப்படும்

DQ = dU + P dV . (16)

மோலார் ஐசோபாரிக் வெப்ப திறன் C m P க்கு சமம்

(17)

நிலையான அழுத்தம் மற்றும் கன அளவில் வாயுவின் வெப்பத் திறன்கள் தொடர்புடன் தொடர்புடையவை:

C m P = C m V + R . (18)

உறவு (18) அழைக்கப்படுகிறதுமேயரின் சமன்பாடுகள். இதிலிருந்து ஐசோபரிக் செயல்முறையின் போது வெப்ப திறன் ஐசோகோரிக் ஒன்றை விட அதிகமாக இருக்கும்.

3. ஒரு சிறந்த வாயுவின் வெப்பத் திறன் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் சுதந்திரத்தின் அளவுகளுக்கு இடையிலான உறவு.வெளிப்பாடுகளை ஒப்பிடுதல் மற்றும் U m = C m V T , மோலார் ஐசோகோரிக் வெப்ப திறன் சமமாக இருப்பதைக் காண்கிறோம்:

(19)

எங்கே நான் மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் அளவுகளின் எண்ணிக்கை. மேயரின் சமன்பாடு மற்றும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மோலார் ஐசோபாரிக் வெப்பத் திறனைக் காண்கிறோம் (19):

(20)

மூலக்கூறு கடினமானதாகக் கருதப்பட்டால், மோனாடோமிக் வாயுக்களுக்குநான் = 3, டயட்டோமிக்நான் = 5 மற்றும் பாலிடோமிக்நான் = 6. இந்த மதிப்புகளை (19) மற்றும் (20) மாற்றுவதன் மூலம், வாயுக்களின் மோலார் வெப்ப திறன்களை நாம் கணக்கிடலாம். உண்மையான மோனடோமிக் வாயுக்களின் (ஹீலியம், ஆர்கான், நியான், முதலியன) வெப்பத் திறன் மிகவும் பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில் கணக்கிடப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு அருகில் உள்ளது என்பதை சோதனைத் தரவுகளிலிருந்து இது பின்பற்றுகிறது. டயட்டோமிக் மற்றும் பாலிடோமிக் வாயுக்களின் வெப்பத் திறன் அறை வெப்பநிலையிலிருந்து சற்று வித்தியாசமான வெப்பநிலையில் மட்டுமே கணக்கிடப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு அருகில் இருக்கும். ஒரு பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில், வெப்பநிலையில் வெப்ப திறன் சார்ந்திருப்பது காணப்படுகிறது, அதே சமயம், கிளாசிக்கல் கோட்பாட்டின் பார்வையில், அது நிலையானதாக இருக்க வேண்டும். வெப்பத் திறனின் இந்த நடத்தைக்கான விளக்கம் குவாண்டம் இயக்கவியலால் வழங்கப்படுகிறது.

4. சமவெப்ப செயல்முறை.ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில் நிகழும் ஒரு செயல்முறை ( T = const), சமவெப்பம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அ) இந்த செயல்முறைக்கான வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைக் கவனியுங்கள். ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. எனவே, ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில், உள் ஆற்றல் நிலையானது ( U = const), எனவே D U = 0 . பின்னர் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி வடிவம் பெறுகிறது:

Q T = A T , (21)

அந்த. ஒரு சமவெப்ப செயல்பாட்டின் போது வாயுவிற்கு வழங்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவு முற்றிலும் வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையாக மாற்றப்படுகிறது.

b) இந்தச் செயல்பாட்டின் போது ஒரு இலட்சிய வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையின் அளவைக் கணக்கிடுவோம்வி 1 முதல் வி 2 வரை . அளவு மற்றும் வெப்பநிலையில் வாயு அழுத்தத்தின் சார்பு மெண்டலீவ் கிளாபிரான் சமன்பாட்டிலிருந்து காணப்படுகிறது: பின்னர், வெளிப்பாட்டைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது (3), நம்மிடம் உள்ளது

(22)

டி = என்பதால் const, பின்னர் அது ஒருங்கிணைந்த அடையாளத்திலிருந்தும் எடுக்கப்பட்டது.

7. அடியாபாடிக் செயல்முறை. பாய்சனின் சமன்பாடு.

அ) சுற்றுச்சூழலுடன் வெப்ப பரிமாற்றம் இல்லாமல் வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பில் நிகழும் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறதுஅடியாபாடிக் (அடியாபாடிக் ) அத்தகைய செயல்முறையின் நடைமுறைச் செயல்பாட்டிற்கு, வாயு வெப்ப-இன்சுலேடிங் சுவர்கள் கொண்ட ஒரு பாத்திரத்தில் வைக்கப்படுகிறது. எந்தவொரு பொருளும் ஒரு டிகிரி அல்லது இன்னொரு அளவிற்கு வெப்பத்தை நடத்துவதால், செயல்முறை தோராயமாக மட்டுமே அடியாபாடிக் என்று கருதப்படும். வேகமான செயல்முறைகள் ஒரு அடிபயாடிக் செயல்முறைக்கு ஒரு நல்ல தோராயமாகும். செயல்முறையின் குறுகிய காலம் சுற்றுச்சூழலுடன் வெப்பத்தை பரிமாறிக்கொள்ள கணினிக்கு நேரம் இல்லை என்ற உண்மைக்கு வழிவகுக்கிறது. அடியாபாடிக் செயல்பாட்டின் போது, ​​வாயு எந்த அளவு வெப்பத்தையும் கைவிடாது அல்லது பெறாது, அதாவது. dQ = 0. பின்னர் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி வடிவம் கொண்டது:

0 = dU + dA அல்லது dA = dU, (23)

அந்த. அடியாபாடிக் செயல்பாட்டின் போது ஒரு வாயு செய்யும் வேலை அதன் உள் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் மட்டுமே செய்யப்படுகிறது. வாயு விரிவடைந்தால், பிறகு dV > 0 மற்றும் dA = P dV > 0. சூத்திரங்களிலிருந்து (23) அது பின்வருமாறு dU< 0, எனவே வாயு வெப்பநிலை குறைகிறது. வாயு சுருக்கப்பட்டால், பின்னர் dA< 0 и dU > 0, மற்றும் அதன் வெப்பநிலை உயர்கிறது. உதாரணமாக, டீசல் எஞ்சின் சிலிண்டரில் காற்றை அழுத்தும் போது சூடாக்குவதை இது விளக்குகிறது.

b) வாயுவில் ஏற்படும் அடியாபாடிக் செயல்முறையை விவரிக்கும் சமன்பாடு:

PV  = const, (24)

அரிசி. 2

அங்கு பி வாயு அழுத்தம்,வி வாயுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவு, g = C m P / C m V ஐசோபாரிக் மற்றும் ஐசோகோரிக் செயல்முறைகளுக்கான மோலார் வெப்ப திறன்களின் விகிதம். இந்த உறவு சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறதுவிஷம் . பாய்சன் சமன்பாட்டை மெண்டலீவ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி வேறு வடிவத்தில் எழுதலாம்— கிளாப்பிரான். அதிலிருந்து இந்த வெளிப்பாட்டை (24) க்கு மாற்றியமைத்து, அளவுகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறோம்எம், எம் மற்றும் ஆர் மாறிலிகள், நாம் பெறுகிறோம்:

டிவி  1 = கான்ஸ்ட். (25)

வெளிப்பாடுகள் (19) மற்றும் (20) பயன்படுத்தி, நாம் கண்டுபிடிக்கிறோம்: எங்கேநான் மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் அளவுகளின் எண்ணிக்கை. பாய்சனின் சமன்பாட்டுடன் தொடர்புடைய வரைபடம் அழைக்கப்படுகிறதுஅடியாபாடிக் (படம் 2). ஏனெனில் எப்போதும் g > 1, பின்னர் அடியாபாடிக் சாய்வு பாயிலின் விதி மற்றும் மரியோட்டின் விதிக்கு ஒத்த சமவெப்பத்தை விட செங்குத்தானது.

பயிற்சி ஒதுக்கீட்டின் உள்ளடக்கம், கல்விப் பொருளாதாரம் மற்றும் கணினிப் பயிற்சியின் நோக்கம், கணிதப் புள்ளியியல் உட்பட தொழில்முறை மற்றும் சிறப்புத் துறைகளின் ஆய்வில் பெறப்பட்ட அறிவை ஒருங்கிணைத்தல், விரிவுபடுத்துதல், ஆழப்படுத்துதல் மற்றும் முறைப்படுத்துதல், அத்துடன் அறிவுத் தளத்தைத் தயாரிப்பதன் அடிப்படையில் துறைகளுக்கான திறன்கள் மற்றும் திறன்கள் மற்றும் பாடநெறிஅடுத்தது பள்ளி ஆண்டுநடைமுறையின் நோக்கங்கள்: பொருளாதாரத் துறைகளின் நிறைவு செய்யப்பட்ட பொறியியல் துறைகளின் ஆய்வின் போது பெறப்பட்ட கோட்பாட்டு அறிவை ஒருங்கிணைத்தல் நிறுவனங்களின் பொருளாதாரம்... A SKORNYAKOV எரிசக்தி சேமிப்பு மற்றும் எரிவாயு முக்கிய போக்குவரத்து நிறுவனங்களில் ஆற்றல் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கான திசைகள் ஆற்றல் சேமிப்பு சிக்கல் சிக்கலானது மற்றும் எனவே. உற்பத்தி செயல்முறையின் உட்கூறு துணை அமைப்புகளில் இருந்து அனைவருக்கும் பொருத்தமான கவனத்துடன் முறையான அணுகுமுறையால் மட்டுமே அதன் தீர்வு சாத்தியமாகும். எந்தவொரு உற்பத்தி செயல்முறைகளும் மக்களால் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன, எந்தவொரு தொழில்நுட்ப வடிவமைப்பும் மனித உழைப்பின் ஒரு கருவியாகும், எனவே, ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் ஆற்றல் நுகர்வு சிக்கலை முறையாக முன்வைக்கும் போது, ​​அமைப்புக்கு கவனம் செலுத்த வேண்டியது அவசியம் ... Savelyeva Murmansk மாநில தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் கான்டினென்டல் அலமாரியில் எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு வளங்களை உருவாக்கும் செயல்முறையில் மேம்படுத்தல் அணுகுமுறை தற்போது 50 க்கும் மேற்பட்ட நாடுகளில் அவை எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயுவை கான்டினென்டல் அலமாரியில் உற்பத்தி செய்கின்றன. ரஷ்யா, சுமார் அரை நூற்றாண்டு கால தாமதத்துடன், கடல் ஹைட்ரோகார்பன் வைப்புகளை உருவாக்கும் செயல்முறையிலும் நுழைந்தது. கடலோர ஹைட்ரோகார்பன் வைப்புகளின் வளர்ச்சியின் போது, ​​பல துணை அமைப்புகள் மற்றும் கூறுகள் தொடர்பு கொள்கின்றன. கான்டினென்டல் ஷெல்ஃப் வளர்ச்சியின் வேகம் ஒரு தேர்வுமுறை பிரச்சனை. நிறுவனத்தின் செயல்பாட்டு சூழல்: வெளிப்புற சூழல் படம் 1 ஆக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது: நுண்ணிய சூழல், நிறுவனத்தில் நேரடி செல்வாக்கின் சூழல், இது பொருள் மற்றும் தொழில்நுட்ப வளங்களை வழங்குபவர்கள், நிறுவனத்தின் தயாரிப்புகள், சேவைகளின் நுகர்வோர். , வர்த்தகம் மற்றும் சந்தைப்படுத்தல் இடைத்தரகர்கள், போட்டியாளர்கள், அரசு நிறுவனங்கள், நிதி நிறுவனங்கள், காப்பீட்டு நிறுவனங்கள்; நிறுவனத்தையும் அதன் நுண்ணிய சூழலையும் பாதிக்கும் மேக்ரோ சூழல். நிறுவனத்தின் வெளிப்புற மற்றும் உள் சூழல் நேரடி செல்வாக்கின் வெளிப்புற நுண்ணிய சூழல் சூழல் அமைப்பின் வெளிப்புற சூழல்...

உள் உடல் ஆற்றல்இந்த உடலின் மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு மற்றும் சுழற்சி இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம், மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல்அவர்களின் உறவினர் நிலை

. (12.23)

ஒரு வாயுவின் உள் ஆற்றல் தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. எந்த வாயுவிலும் ஒரு கிலோமோல் N A மூலக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது (N A என்பது அவகாட்ரோவின் எண்). எனவே, ஒரு சிறந்த வாயுவின் ஒரு கிலோமோல் உள் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது

(12.24)

ஒரு தன்னிச்சையான வாயு நிறை உள் ஆற்றல் m

(12.25)

m என்பது வாயுவின் மோலார் நிறை.

இதனால், ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் அதன் அளவு மற்றும் அழுத்தத்தை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது.

ஒரு வாயுவின் உள் ஆற்றல் என்ற கருத்தைப் பயன்படுத்தி, அதன் வெப்பத் திறனுக்கான வெளிப்பாட்டைக் காண்கிறோம்.

வெப்ப திறன்இது ஒரு பொருளுக்கு ஒரு டிகிரி வெப்பம் கொடுக்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவிற்கு சமமான எண்ணியல் அளவாகும்.

வெப்ப ஏற்பு திறன்ஒரு வாயுவின் "c" என்பது ஒரு இயற்பியல் அளவு ஆகும், இது ஒரு யூனிட் வெகுஜன வாயுவை ஒரு டிகிரி வெப்பமாக்குவதற்கு வழங்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவிற்கு சமமாக இருக்கும்.

வாயுக்களுக்கான குறிப்பிட்ட வெப்ப திறன் கூடுதலாக, மோலார் வெப்ப திறன் என்ற கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

மோலார் வெப்ப திறன்"C" என்பது ஒரு மோல் வாயுவின் வெப்பநிலையை ஒரு டிகிரியால் அதிகரிக்க, அதற்குக் கொடுக்கப்பட வேண்டிய வெப்பத்தின் அளவிற்கு சமமான ஒரு உடல் அளவு.

வாயுக்களுக்கு, நிலையான அளவு "C v" மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் "C p" இல் உள்ள மோலார் வெப்ப திறன்கள் கருத்தில் கொள்ளப்படுகின்றன.

ஒரு வாயு நிலையான அளவில் சூடுபடுத்தப்பட்டால், வாயுவுக்கு வழங்கப்படும் வெப்பம் அதன் உள் ஆற்றலை அதிகரிக்கச் செல்கிறது. எனவே, இந்த வழக்கில், ஒரு டிகிரி வெப்பமடையும் போது வாயுவின் உள் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் மோலார் வெப்பத் திறனுக்கு சமமாக இருக்கும்.

, அதாவது (12.27)

எனவே, C v ஐ தீர்மானிக்க, வாயு மூலக்கூறுகளின் சுதந்திரத்தின் எண்ணிக்கையை அறிந்து கொள்வது அவசியம்.

நிலையான அழுத்தத்தின் கீழ் ஒரு மோல் வாயுவைச் சூடாக்கும்போது, ​​வெளியில் இருந்து கொடுக்கப்படும் வெப்பமானது அதன் உள் ஆற்றலை அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல், வெளிப்புற சக்திகளுக்கு எதிரான வேலையையும் செய்கிறது. எனவே,

(12.28)

பிஸ்டனின் கீழ் ஒரு சிலிண்டரில் ஒரு மோல் வாயுவின் இலவச விரிவாக்கத்தில் செய்யப்படும் வேலை சமம்

இதில் S h = DV என்பது வாயு ஒரு டிகிரி (DV = V 2 - V 1) சூடுபடுத்தப்படும் போது ஆரம்ப அளவு அதிகரிக்கும்.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் ஒரு மோலுக்கான மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாட்டின் அடிப்படையில் .

எங்கள் விஷயத்தில், T 2 = T 1 + 1, அதாவது. பின்னர் எங்கே , எனவே

அல்லது . (12.30)

c p = c v + R/m என்பதால், பின்னர்

. (12.31)

ஒரு வாயுவை வகைப்படுத்த பெரும்பாலும் உறவுமுறை பயன்படுத்தப்படுகிறது

. (12.32)

C p மற்றும் C v இன் நிர்ணயம் குறித்த பல ஆய்வுகளின்படி, மோனாடோமிக் மற்றும் டயட்டோமிக் மூலக்கூறுகளுக்கான கோட்பாடு மற்றும் பரிசோதனைக்கு இடையே திருப்திகரமான உடன்பாடு உள்ளது. நாம் பரிசீலித்த கோட்பாட்டின் படி, வாயுக்களின் வெப்பத் திறன்கள் R/2 இன் முழு எண்களாகவும் பெருக்கல்களாகவும் இருக்க வேண்டும். இருப்பினும், கோட்பாட்டு மற்றும் சோதனை தரவுகளுக்கு இடையே ஒரு குறிப்பிட்ட முரண்பாடு உள்ளது.

வெப்பத் திறனின் வெப்பநிலை சார்ந்திருப்பதைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது கோட்பாடு மற்றும் பரிசோதனைக்கு இடையே குறிப்பாக பெரிய முரண்பாடுகள் காணப்படுகின்றன. கூறப்பட்ட கோட்பாட்டின் படி, வெப்ப திறன் வெப்பநிலையை சார்ந்து இருக்கக்கூடாது; உண்மையில், இது சில வெப்பநிலை இடைவெளிகளில் மட்டுமே உண்மையாக மாறும், அதே நேரத்தில் வெவ்வேறு இடைவெளிகளில் வெப்ப திறன் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான சுதந்திரத்தின் அளவுகளுடன் தொடர்புடைய மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது (படம் 12.4, 12.5).

அதே வாயுவின் சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கை வெப்பநிலையுடன் மாறுவதே இதற்குக் காரணம். மணிக்கு குறைந்த வெப்பநிலைவாயு மூலக்கூறுகள் சராசரி வெப்பநிலையில் மொழிபெயர்ப்பு அளவுகளை மட்டுமே கொண்டிருக்கின்றன, அவை மொழிபெயர்ப்பு மற்றும் சுழலும் அளவு சுதந்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன உயர் வெப்பநிலை- சுதந்திரத்தின் மொழிபெயர்ப்பு, சுழற்சி மற்றும் அதிர்வு அளவுகள். இந்த வழக்கில், சுதந்திரத்தின் ஒரு எண்ணிலிருந்து மற்றொரு எண்ணுக்கு மாறுவது திடீரென மேற்கொள்ளப்படுகிறது. சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கையை மாற்றுவது வாயுவின் வெப்பத் திறனில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. வெப்ப திறன்களின் இந்த நடத்தை குவாண்டம் கோட்பாட்டின் மூலம் விளக்கப்படுகிறது. இந்த விளக்கத்தின்படி, சுழற்சி மற்றும் ஊசலாட்ட இயக்கத்தின் ஆற்றல் திடீரென மாறுகிறது - இது அளவிடப்படுகிறது, ஆனால் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் ஆற்றல் மாறாது.

வாயு மூலக்கூறுகள், அல்லது அவற்றில் பெரும்பாலானவை, மொழிமாற்ற இயக்கத்தின் சராசரி இயக்க ஆற்றலுக்கு நெருக்கமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன (<Е к >) அவற்றில் ஒரு சிறிய பகுதி ஆற்றல் கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது<Е к >. குறைந்த வெப்பநிலையில், வாயு மூலக்கூறுகள் நடைமுறையில் முன்னோக்கி நகர்கின்றன, எனவே வாயுவின் வெப்ப திறன் 3R/2 ஆகும்.

வெப்பநிலை அதிகரிப்பு அதிகரிப்புடன் சேர்ந்துள்ளது<Е к >இதன் விளைவாக, மேலும் மேலும் மூலக்கூறுகள் சுழற்சி இயக்கத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் (அல்லது மாறாக, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில்) அனைத்து மூலக்கூறுகளும் சுழலும். இது அவற்றின் வெப்ப திறன் 5R/2 ஆக அதிகரிப்பதற்கு ஒத்திருக்கிறது. இறுதியாக, வெப்பநிலையில் மேலும் அதிகரிப்புடன், சில மூலக்கூறுகள் அதிர்வு இயக்கத்திற்கு உட்படுத்தத் தொடங்குகின்றன, எனவே வெப்ப திறன் 7R/2 க்கு சமமாக மாறும்.

எனவே, வெப்ப திறன்களின் கிளாசிக்கல் கோட்பாடு தனிப்பட்ட வெப்பநிலை இடைவெளிகளுக்கு மட்டுமே சரியானது, மேலும் ஒவ்வொரு இடைவெளிக்கும் அதன் சொந்த அளவு சுதந்திரம் உள்ளது.

வாயு மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலுக்கான சூத்திரங்கள் மற்றும் வெப்ப திறன் பற்றிய கிளாசிக்கல் கோட்பாட்டில் மோலார் வெப்ப திறன்கள், போல்ட்ஸ்மேனின் தேற்றத்தின் அடிப்படையில் சுதந்திரத்தின் அளவுகளில் ஆற்றல் சீரான விநியோகம் அட்டவணைகள் 12.1 மற்றும் 12.2 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளன.

§ 4.1 இல் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ஒரு சிறந்த வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் தொடர்பு சக்திகள் இல்லை. இதன் பொருள் ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கு மூலக்கூறு ஆற்றல் இல்லை. கூடுதலாக, ஒரு சிறந்த வாயுவின் அணுக்கள் பொருள் புள்ளிகள், அதாவது அவை இல்லை உள் கட்டமைப்பு, அதாவது அணுவின் உள்ளே இருக்கும் துகள்களின் இயக்கம் மற்றும் தொடர்புடன் தொடர்புடைய ஆற்றல் அவர்களிடம் இல்லை. இதனால், உள் ஆற்றல்

ஒரு சிறந்த வாயு என்பது அதன் அனைத்து மூலக்கூறுகளின் குழப்பமான இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றலின் மதிப்புகளின் கூட்டுத்தொகை மட்டுமே.

ஒரு பொருள் புள்ளியில் சுழற்சி இயக்கம் இருக்க முடியாது என்பதால், மோனாடோமிக் வாயுக்களில் (ஒரு மூலக்கூறு ஒரு அணுவைக் கொண்டுள்ளது) மூலக்கூறுகள் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தை மட்டுமே கொண்டுள்ளன. மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் ஆற்றலின் சராசரி மதிப்பு உறவால் தீர்மானிக்கப்படுவதால் (4.8): மோனோடோமிக் இலட்சிய வாயுவின் ஒரு மோலின் உள் ஆற்றல் அவோகாட்ரோ மாறிலி இருக்கும் சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தப்படும். நாம் எதையாவது கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால் நமக்குக் கிடைக்கும்

எங்களிடம் உள்ள ஒரு மோனோடோமிக் இலட்சிய வாயுவின் தன்னிச்சையான வெகுஜனத்திற்கு

ஒரு வாயு மூலக்கூறு இரண்டு இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட அணுக்களைக் கொண்டிருந்தால் (டைட்டாமிக் வாயு), பின்னர் குழப்பமான இயக்கத்தின் போது மூலக்கூறுகள் சுழற்சி இயக்கத்தையும் பெறுகின்றன, இது இரண்டு பரஸ்பர செங்குத்து அச்சுகளைச் சுற்றி நிகழ்கிறது. எனவே, அதே வெப்பநிலையில், ஒரு டயட்டோமிக் வாயுவின் உள் ஆற்றல் மோனாடோமிக் வாயுவை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

இறுதியாக, ஒரு பாலிடோமிக் வாயுவின் உள் ஆற்றல் (மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுக்களைக் கொண்ட ஒரு மூலக்கூறு) அதே வெப்பநிலையில் ஒரு மோனாடோமிக் வாயுவை விட இரு மடங்கு ஆகும்:

மூன்று பரஸ்பர செங்குத்து அச்சுகளைச் சுற்றி ஒரு மூலக்கூறின் சுழற்சியானது, மூன்று பரஸ்பர செங்குத்து திசைகளில் ஒரு மூலக்கூறின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் அதே பங்களிப்பை வெப்ப இயக்கத்தின் ஆற்றலுக்கு செய்கிறது.

சூத்திரங்கள் (5.23) மற்றும் (5.24) அதிக வெப்பநிலையில் உண்மையான வாயுக்களுக்கான செல்லுபடியை இழக்கின்றன என்பதை நினைவில் கொள்க, ஏனெனில் இந்த விஷயத்தில் அணு அதிர்வுகளும் மூலக்கூறுகளில் எழுகின்றன, இது வாயுவின் உள் ஆற்றலின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. (இது சூத்திரத்திற்கு ஏன் பொருந்தாது