При изменении объёма газа, газ совершает работу.
При изобарическом процессе работа определяется как?A?=?p?V, где
A?? работа газа [Дж],
p?? давление газа [Па],
?V?? изменение объёма [м3].
Отсюда видно, что если объём газа не меняется, то есть ?V?= 0, то работа не совершается.
При расширении газа его работа положительна.
При сжатии газа работа отрицательна.
Работа, совершаемая газом, равна площади под графиком на?PV?диаграмме. На рисунке работа равна площади трапеции:
Внутренняя энергия идеального газа есть сумма кинетических энергий его частиц (энергией взаимодействия частиц пренебрегаем).
Внутренняя энергия идеального газа определяется формулой?U?=??, где:
U?? внутренняя энергия [Дж],
T?? температура газа в Кельвинах [К],
k?? постоянная Больцмана, равная 1,38 10–23?[Дж/К].
Первое начало термодинамики представляет собой закон сохранения энергии, в применении к тепловым явлениям. Оно гласит, что тепло, полученное газом, идет на изменение внутренней энергии и совершение работы.
Q?= ?U?+?A, где
Q?? тепло, полученное газом [Дж],
?U?? изменение внутренней энергии [Дж],
A?? работа газа [Дж].
Адиабатический?процесс?— термодинамический процесс, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.
В первом начале термодинамики при адиабатическом процессе необходимо положить?Q?= 0.
Коэффициент полезного действия (КПД)?— отношение полезно использованной энергии газа, ко всей полученной энергии:
где
??? коэффициент полезного действия, КПД,
QH?? количество теплоты, полученное от нагревателя [Дж],
QX?? количество теплоты, отданное холодильнику [Дж].
Цикл?Карно?— максимально возможный КПД любой тепловой машины.
КПД цикла Карно определяется температурами нагревателя и холодильника.
где
??? коэффициент полезного действия , КПД,
ТН?? температура нагревателя [К],
ТХ?? температура холодильника [К].