Термодинамика

Законы термодинамики

Термодинамика изучает взаимные превращения теплоты, работы и энергии.

• I закон: Q = ΔU + A. Переданное количество теплоты идёт на изменение внутренней энергии и на совершение работы.
• Внутренняя энергия идеального одноатомного газа: U = (3/2)·νRT.

Работа газа

Процесс	Работа	Примечание
Изобарный (p = const)	A = p·ΔV	объём изменяется
Изохорный (V = const)	A = 0	объём не изменяется
Адиабатный	Q = 0, A = −ΔU	теплообмена нет

В адиабатном процессе Q = 0: если газ совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается.

Тепловые машины

• КПД: η = (Q₁ − Q₂)/Q₁, где Q₁ — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q₂ — количество теплоты, отданное холодильнику.
• Для цикла Карно η = (T₁ − T₂)/T₁.
• В формуле Карно температура берётся в кельвинах, а не в градусах Цельсия.

Количество теплоты

• Нагревание: Q = c·m·ΔT.
• Плавление: Q = λ·m.
• Парообразование: Q = L·m.

Пример: газу передали 800 Дж теплоты, и он совершил работу 300 Дж. Тогда ΔU = 800 − 300 = 500 Дж.