Термодинамикалық жұмыс

Цилиндр ыдыс ішіндегі идеал газды қарастырайық. Газ жылжымалы поршень астында орналасқан. Газ ұлғая отырып көлемін V₁-ден V₂-ге өзгертсін. Бұл жағдайдағы газдың атқаратын жұмысын анықтайық.

мұндағы: газ көлемінің

Поршеньді қашықтыққа орын ауыстырғанда газдың атқаратын элементар жұмысы . Газдың поршеньге түсіретін қысым күші екенін ескере отырып, алатынымыз: , өзгерісін береді.

Сол себепті газдың атқаратын элементар жұмысын келесі өрнекпен көрсетуге болады:

.

Газ тек көлемі өзгергенде жұмыс атқарады. Егер газдың көлемі ұлғайса, газ оң жұмыс атқарады, ал газ сығылса (көлемі азайса) теріс жұмыс атқарады. Егер газдың қысымы тұрақты болса, онда газдың көлемі -ден -ге өзгергенде атқарылатын жұмыс өрнегімен анықталады.

Газдың көлемі өзгергенде қысымы да өзгеретін болса, онда жоғарыдағы формула тек көлемнің аз өзгерістері үшін дұрыс орындалады. Сондықтан газдың көлемі мен қысымы өзгерген жағдайда, газ жұмысы элементар жұмыстардың қосындысы, яғни интегралдау жолымен табылады:

.

Темодинамикалық жұмыс p-V диаграммасында график қисығымен шектелген ауданға тең болады.

Изохоралық процесс кезінде газ жұмыс атқармайды: А=0.

Жылу мөлшері

Жүйенің жылу алмасу нәтижесінде беретін немесе алатын энергиясын жылу мөлшері деп атайды. Өлшем бірлігі .

.

Заттың жылу сыйымдылығы деп заттың температурасын 1 Кельвинге өзгертуге қажетті жылу мөлшерін айтады. Өлшем бірлігі – Дж/К.

Меншікті жылу сыйымдылығы деп массасы бір килограмм заттың температурасын бір Кельвинге өзгертуге қажетті жылу мөлшерін айтады. Өлшем бірлігі – Дж/(кг К)

Мольдік жылу сыйымдылығы деп мөлшері бір моль заттың температурасын бір Кельвинге өзгертуге қажетті жылу мөлшерін айтады. Өлшем бірлігі – Дж/моль К.

Заттың жылу сыйымдылықтары денені қыздыру әдісіне тәуелді болады. Денені қыздыру тұрақты көлемде жүретін болса, онда жылу сыйымдылығын тұрақты көлемдегі жылу сыйымдылығы деп атайды. Ал егер қыздыру тұрақты қысымда жүретін болса, онда жылу сыйымдылығын тұрақты қысымдағы жылу сыйым дылығы деп атайды

Термодинамиканың І заңы жылулық құбылыстардағы энергияның сақталу заңы болып табылады:

Термодинамиканың жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы денелермен жұмыс атқаруына жұмсалады: