A termodinamikai transzformációk táblázat-összefoglalása

Ideális gáz állapotegyenlete pV = nRT
Adiabatikus transzformáció egyenlete p V γ = cte
Kapcsolat az egyes melegek között cp-cV = R
Ideális gáz adiabatikus indexe γ = c p c V
A termodinamika első törvénye ΔU = Q-W

átalakítás Forró Munka Var. Belső energia
Isócora (v = cte) Q = ncV(TB-TA) 0 ΔU = ncV(TB-TA)
Isóbara (p = cte) Q = ncp(TB-TA) W = p(VB-VA) ΔU = ncV (TB-TA)
Izoterm (T = cte) Q = W W = n R T ln ⁡ V B V A ΔU = 0
Adibatikus (Q = 0) 0 W = -ΔVAGY ΔU = ncV(TB-TA)

A transzformáció munka, hő és belső energia változásának kiszámítása

Az első kisalkalmazásban megvizsgálhatók a különböző termodinamikai átalakulások, a felhasználó által megadott adatokkal. A kezdeti és a végső állapot ismeretében a program kiszámítja a belső energia munkáját, hőjét és változását.

A kezdeti állapotot a szerkesztő vezérlőkbe kell beírni Nyomás, hangerő Y hőfok az első oszlopból.

Ha a izobár transzformáció Az applet bal paneljén található megfelelő választógombra kattintva a végső nyomás megegyezik a kezdeti állapot nyomásával, csak a végső állapot térfogatának vagy hőmérsékletének értékét kell megadni. A program az ideális gázállapot-egyenlet segítségével kiszámítja a még megadandó változót.

Ha a izochor transzformáció, a kezdeti állapot térfogata megegyezik a végső térfogattal, csak a nyomás vagy a hőmérséklet értékét kell megadni. A program az ideális gázállapot-egyenlet segítségével kiszámítja a még megadandó változót.

Ha a izoterm átalakulás, a kezdeti állapot hőmérséklete megegyezik a véghőmérsékletével, csak a nyomás vagy a térfogat értékét kell megadnia. A program az ideális gázállapot-egyenlet segítségével kiszámítja a még megadandó változót.

Ha a adiabatikus transzformáció, Csak a nyomás, vagy a térfogat vagy a hőmérséklet értékét kell megadni, a két megmaradt változót a program kiszámítja a kezdeti és a végső állapot és az állapot állapotegyenlete közötti adiabatikus transzformáció egyenletével. ideális gáz végső állapotban.

Az applet jelzi azokat az adatokat, amelyekre a programnak szüksége van, és figyelmeztet, ha a szerkesztés vezérlőiben a szükségesnél több adatot adtak meg.

A gomb megnyomásával Kiszámítja, a végső állapot befejeződött, és kiszámítják a munka, a hő és a belső energia változását. Ezenkívül animáció kezdődik, amelynek alsó részén egy henger látható, amely egy mozgó dugattyúval ellátott gázt tartalmaz, és amely érintkezik egy hőforrással. A dugattyú mozgása azt jelzi, hogy a gáz tágul vagy összenyomódik, és egy sárga nyíl jelzi, ha a rendszer hőt kap az izzótól, vagy átadja a hőt az izzónak.

A felső részben a termodinamikai transzformáció grafikus ábrázolása pV diagramban jelenik meg.

A jobb oldalon egy oszlopdiagram, amelyben a munka (kék színben), a belső energia (sötétszürke színben) és a hő (vörös színű) változása van ábrázolva. Ebből a diagramból vizuálisan ellenőrizhetjük az első elvet. Az egyensúlyi állapotok egymás utáni átélésén, a kiindulási és a végső állapot között láthatjuk, hogy a rendszer hogyan hoz létre munkát, változtatja meg a belső energiát, fogadja vagy adja fel a hőt stb.

Termikus ciklusok

A program lehetővé teszi a termikus ciklus különböző szakaszainak vizsgálatát is. Egy ciklusban az egyik szakasz végállapota a következő kezdeti állapota. A gomb címmel η = W t o t a l Q a b s

belső energia

Példa

A hőmotor monatomikus gázzal működik, az ábrán az ABCD reverzibilis ciklust írja le. Tudva, hogy VC = 2 VB:

Számítsa ki az ismeretlen termodinamikai változók értékét az egyes csúcsoknál.

Számolja ki a ciklus minden szakaszában a munkát, a hőt és a belső energia változását.

Című rádiógomb Egyatomos

A → B folyamat

A kezdeti állapotban bevezetjük

o= 1,5 atm
V= 48 liter
T= 293 K.

A folyamat meg van határozva, aktiválva a címet Adiabatikus

Végső állapot, bemutatjuk

Megkapjuk az ismeretlen változók értékét V Y T a végső állapot

V= 7,95 liter
T= 791,13 K

A munka W= -249,96 atm l
A hő Q= 0
A belső energia Δ változásaVAGY= 249,96 atm l

A gomb címmel η = W Q a b s = 515,43 1122,93 = 0,46

  • A kezdeti állapot megadásával a nyomás, a térfogat és a hőmérséklet a jobb oldali panel első oszlopába kerül.
  • Az átalakítás típusát a bal oldali panelen található megfelelő választógombra kattintva lehet kiválasztani.
  • Adja meg a végleges állapothoz szükséges adatokat, az állapotsorban jelzett módon, a gombok jobb oldalán.
  • A gomb címmel Kiszámítja.

Az állapotsor tájékoztatja a keletkezett hibákat, vagyis ha hiányoznak adatok, vagy a szükségesnél többet adtak meg.

A hiányosságokat kijavítják, és a gombra kattintanak Kiszámítja.

Egységátalakítás

Ez az applet lehetővé teszi számunkra, hogy a Nemzetközi Egységrendszer egységeiben kifejezett mennyiséget egy másik, a termodinamikában általában használt egységeknek megfelelő mennyiségre konvertáljuk, amelyben a nyomást atmoszférában mérjük, a térfogatot literben és a hőmérsékletet Celsius fokban.

Az egységek nemzetközi rendszeréről a termodinamikában használt szokásos egységrendszerre való áttérés:

  1. Az átváltandó összeget a szerkesztő vezérlőbe kell beírni, amely az applet bal felső részén található.
  2. A forrásegység kiválasztása a bal oldali panelen található rádiógomb megnyomásával történik, a célegységet automatikusan kiválasztja, kivéve az energiát, amelyben kettős lehetőség van, atmoszférák literenként (alapértelmezés szerint) vagy kalóriákat.
  3. A gomb címmel >>>.

Az átalakított összeg megjelenik az applet jobb felső sarkában található szerkesztő vezérlőben.

A termodinamikában használt szokásos egységrendszerről a nemzetközi rendszerre való áttéréshez fordítva járjon el:

Az atmoszférában/literben kifejezett mennyiség kalóriává vagy fordítva történő átalakításához közvetett módon a következőket tehetjük:

  1. Írja be az átváltandó összeget az applet jobb felső részén található szerkesztő vezérlőbe.
  2. Az egységet a jobb oldali rádió vezérlőjének megnyomásával lehet kiválasztani atm l. A bal oldali panelen a megfelelő választógomb J (joule).
  3. A gomb címmel >>>, ez a kalóriákká alakított mennyiség az applet jobb felső sarkában található szerkesztő vezérlőben jelenik meg.

Literenként számos atmoszférát alakítottak át joule-ra, és ettől kalóriára.

Az átalakítandó mennyiség megadásához nem szükséges felírni a mennyiséget, majd beírni a numerikus karaktereket. A vágólap a következőképpen használható: az átalakítandó mennyiséget az első kisalkalmazás forrásszerkesztő vezérlőjében választják ki. A billentyűkombinációt megnyomják Ctrl + Ins. A kurzor a cél szerkesztő vezérlőre kerül, amely a második kisalkalmazás jobb felső részén található. A billentyűkombinációt megnyomják Shift + Ins.

Ellentétes módon is lehet eljárni, ha a probléma adatait a Nemzetközi Egységek Rendszerében adjuk meg, akkor azokat át kell alakítani a Thermodinamikában használt szokásos rendszerre, amellyel az első kisalkalmazás működik.