19-Maruza. Termodinamikaning birinchi asosi. Ayrim sodda termodinamik jarayonlarni ifodalashda termodinamikaning birinchi asosining qoʹllanilishi. Reja

IDEAL GAZDA IZOBARIK JARAYON
Izobarik jarayonni 1-rasmda ko‘rsatilgan qurilma yordamida namoyish etamiz. Bunday asbobda (termoskopda) gazni qizdirganimizda uning hajmi oshadi (suyuqlik A gorizontal trubkada o‘ng tomonga siljiydi), tashqi bosim esa o‘zgarishsiz qoladi.

Ideal gaz uchun termodinamikaning birinchi asosini yozamiz: dQ=CvdT=pdV (1) Agar massa bir molga teng bo‘lsa, ideal gaz moli uchun holat tenglamasi pV=RT ni differrentsiallab, pdV=RdT ni hosil qilamiz, bu ko‘rilayotgan holda termodinamikaning birinchi qonunini dQ=CvdT+RdT shaklda yozishga imkon beradi.

1-rasm

Buni dT ga bo‘lib:
(dQ/dT)_p= C_v + R (2)
ni hosil qilamiz.
(dQ/dT)_p kattalik doimiy bosimda gazning issiqlik sig‘imini tavsiflaydi va shartga binoan bir mol gaz olingani uchun, ko‘rilayotgan holda (dQ/dT)_p kattalik doimiy bosimdagi molyar issiqlik sig‘imidir. Bu kattalikni C_P orqali belgilab, (2) ni quyidagi ko‘rinishda yozamiz:
C_p=C_V+R (3)
(3) munosabat siyraklashtirilgan (ideal) gazlar nazariyasining muhim natijalaridan biri bo‘lib, uni kiritilishi shu qonun asosida energiyaning saqlanish qonunini o‘rnatishda issiqlikning mexanik ekvivalentini hisoblagan nemis olimi Robert Mayer (1842) nomi bilan bog‘liq.
Aytilganlar asosida ideal gazlarda izoxorik va izobarik jarayonlarda molyar issiqlik sig‘imi qo‘llanilganda issiqlik samaralari ushbu formulalar bilan aniqlanishi kelib chiqadi:
agar V =sonst bo‘lsa, u holda ,
agar P=const bo‘lsa, u holda (4)
bo‘ladi.
Termodinamikada shu bilan birga ideal gazlarning kalorik xossalarini tekshirish nihoyasiga yetadi. Olingan natija juda muhim, biroq u unchalik to‘liq emasligi bilan ma’lum: termodinamika usullari bilan C_V ning qiymatini hisoblab bo‘lmaydi. Bunda molekulyar-kinetik nazariya termodinamik nazariyani to‘ldiradi, u doimiy hajmda issiqlik sig‘imining molekulaning ichki tuzilishi bilan bog‘liqligini ochib beradi.
Izobarik jarayonda gaz ishini ko‘rib chiqamiz. Hajmning V₁ dan V₂ gacha bir tekis o‘zgarishida ish:

integral bilan aniqlanadi. Shunga muvofiq, doimiy bosimda