Внутренняя энергия реального газа

Внутренняя энергия реального газа складывается из кинетической энергии теплового движения его молекул (определяет внутреннюю энергию идеального газа, равную СVТ) и потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия. Потенциальная энергия реального газа обусловлена только силами притяжения между молекулами. Наличие сил притяжения приводит к возникновению внутреннего давления на газ:

p/= .

Работа, которая затрачивается для преодоления сил притяжения, действующих между молекулами газа, как известно из механики, идет на увеличение потенциальной энергиисистемы, т. е. δA=p'dVm

или δWp = dVm, откуда

Wp=-a/Vm

(постоянная интегрирования принята равной нулю). Знак минус означает, что молекулярные силы, создающие внутреннее давление р/, являются силами притяжения. Учитывая оба слагаемых, получим, что внутренняя энергия моля реального газа

Um=CVT - a/Vm (9.7)

растет с повышением температуры и увеличением объема.

Если газ расширяется без теплообмена с окружающей средой (адиабатический процесс, т.е. δQ = 0)и не совершает внешней работы (расширение газа в вакуум, т.е. δΑ = 0),то на основании первого начала термодинамики:

δQ = (U2—U1 ) + δA

получим, что

U1 = U2. (9.8)

Следовательно, при адиабатическом расширении без совершения внешней работы внутренняя энергия газа не изменяется.

Равенство (9.8) справедливо как для идеального, так и для реального газов, но физический смысл его для обоих случаев совершенно различен.

Для идеального газа равенство U1 = U2означает равенство температур (T1 = Т2),т.е. при адиабатическом расширении идеального газа в вакуум его температура не изменяется.

Для реального газа из равенства (9.8), учитывая, что для моля газа

U1 = CVT1 – a/V1

U2 = CVT2- a/V2,(9.9)

получаем

T1 - Т2= .

Так как V2> V1,то Т1 > Т2,т.е. реальный газ при адиабатическом расширении в вакуум охлаждается. При адиабатическом сжатии в вакуум реальный газ нагревается.

 








Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 625; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2022 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.