Question

Первый закон термодинамики в изопроцессах КПД

Answer 1

Ответ:

Первый закон термодинамики для изопроцессов

Изотермический процесс: ​Q=A′(T=const,ΔU=0)​

Физический смысл: все переданное газу тепло идет на совершение работы.

Изобарный процесс: Q=ΔU+A′​

Физический смысл: подводимое к газу тепло идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение газом работы.

Изохорный процесс: Q=ΔU(V=const,A′=0)​

Физический смысл: внутренняя энергия газа увеличивается за счет подводимого тепла.

Адиабатный процесс: ​ΔU=−A′​ или ​A=ΔU(Q=0)​

Физический смысл: внутренняя энергия газа уменьшается за счет совершения газом работы. Температура газа при этом понижается.

Объяснение:

Answer 2

Первый закон термодинамики формулируется как закон сохранения энергии, который применим ко всем физическим процессам, включая изопроцессы. Для изопроцессов, включая изотермические, изохорические, изобарические и адиабатические процессы, можно выразить КПД (коэффициент полезного действия) следующим образом:

$\eta = \frac{W}{Q_{\text{поступило}}}$

Где:

• $\eta$ - КПД процесса,
• $W$ - совершенная работа (положительная для работы, совершаемой системой над окружающей средой, и отрицательная для работы, совершаемой окружающей средой над системой),
• $Q_{\text{поступило}}$ - теплота, поступившая в систему.

Для различных изопроцессов формулы для работы и теплоты могут выглядеть так:

1. Изотермический процесс: В случае изотермического процесса (процесса при постоянной температуре), работа $W$ и теплота $Q$ связаны следующим образом:

   $Q = W$

   Поэтому КПД такого процесса будет:

   $\eta = \frac{W}{Q} = 1$

   Это связано с тем, что в изотермическом процессе теплота, поглощаемая системой, полностью превращается в работу.

2. Изохорический процесс: В случае изохорического процесса (процесса при постоянном объеме), так как $W = 0$ (нет совершенной работы), КПД будет:

   $\eta = \frac{0}{Q} = 0$

   В этом случае нет полезной работы, поскольку объем остается постоянным, и всё полученное тепло просто увеличивает внутреннюю энергию системы.

3. Изобарический процесс: В случае изобарического процесса (процесса при постоянном давлении), работа и теплота связаны следующим образом:

   $Q = \Delta U + W$

   Где $\Delta U$ - изменение внутренней энергии системы. Таким образом, КПД будет зависеть от того, какая часть полученной теплоты используется для совершения работы.

4. Адиабатический процесс: В случае адиабатического процесса (процесса без теплообмена с окружающей средой), КПД можно выразить через работу и изменение внутренней энергии:

   $\eta = \frac{W}{\Delta U}$

   КПД адиабатического процесса зависит от того, как эффективно внутренняя энергия системы используется для совершения работы.

Обратите внимание, что КПД может изменяться в зависимости от условий и свойств конкретного процесса.