Новое учение о теплоте

ОЧЕРКИ

7.4. Температура, давление и уравнение состояния газа

В определениях (7.3) и (7.4) для теплоты и её приращения выразим величину K модуля упругости изотропного силового поля молекулы газа через удельное его значение k и характерную (динамическую) площадь πr ² молекулы; в результате имеем:
(7.7) Q_j = πr³ ku/c,
(7.8) dQ_j = d(πr³ ku/c).

Таким образом, приращение теплоты в нашем случае является полным дифференциалом по определению, а теплота — функцией состояния системы. Далее будем рассматривать газ как идеальную упругую среду, характеризуемую постоянством модуля упругости k = Const (для реальных газов это условие может не выполняться).

Величину V_j = πr³ определим как динамический (тепловой) объём, занимаемый молекулой. Введём также определения для температуры газа
(7.9) T = πr³u/c = V_ju/c
как степени деформирования динамического объёма молекул, отражающего факт нагревания газа при сжатии; и для давления газа или напряжения силового поля молекул, определяемого законом упругости Гука
p = k u/c.
Определение (7.7) в этом случае прямо приводит к тождеству, задающему уравнение состояния идеального газа и закон Авогадро на молекулярном уровне:
(7.10) Q_j = kT º pV_j .
Последний гласит: при одинаковых температуре и давлении молекулы разных газов занимают один и тот же объём.

Для моля газа, занимающего объём V, соответственно имеем:
(7.11) pV º RT,
где R = kN_A = 8,314 Дж/(моль×К) — универсальная газовая постоянная, N_A — число молекул в моле газа (постоянная Авогадро), k = 1,38×10^{– 23} Дж/К — постоянная Больцмана.

В принятых обозначениях полная энергия молекулы и объёма газа определяются выражениями:
H_j = W_j + pV_j ;
H = W + pV.
Последнее совпадает по форме с определением энтальпии газа в классической термодинамике и представляет собой сумму внутренней и тепловой энергии молекул газа, которую в термодинамике называют также теплосодержанием.

НАЗАД < > ВПЕРЁД

[Главная][Презентация][Очерки][Статьи][Брошюра][Изобретения][Мой архив]

Хостинг от uCoz