Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике в. Работа при адиабатических процессах.При помощи первого закона мы также можем связать работу, совершаемую при адиабатических процессах, с изменениями энергии и энтальпии. Так как при адиабатическом процессе тепло не подводится, мы имеем 2
Внешняя работа, совершаемая системой во время адиабатического процесса, равна уменьшению внутренней энергии данной системы. Когда система совершает внешнюю работу без притока тепла, уменьшение ее внутренней энергии равно произведенной внешней работе. Внутренняя энергия идеального газа определяется исключительно кинетической энергией молекул скорость относительно поршня остается равной с — у, следовательно, скорость молекулы относительно сосуда делается равной
Фиг. 8. Внешняя работа, совершаемая во время адиабатического расширения газа.
Фиг. 7. Схема, поясняющая кинетическое рассмотрение падения температуры при адиабатическом расширении. На Работа, которую нужно произвести во время сжатия, равна, очевидно, заштрихованной плопдади на фиг. 8 (см. § 2). Когда газ сжимают, эту работу надо считать отрицательной, так как в этом случае совершаемая системой работа отрицательна. Температура газа, который расширяется адиабатически, совершая внешнюю работу, понижается. В отличие от процесса Джоуля — Томсона этот процесс дает квазистатический обратимый метод получения низких Температур (см. § 10). Вычитая
Если мы рассматриваем однородную изотропную систему, описываемую двумя параметрами
Фиг. 9. Схема, поясняющая работу газового компрессора. Если система находится во внешнем электрическом или магнитном поле, то наряду с механической работой В технических приложениях наряду с истинной работой сжатия, для которой также справедливо уравнение (5.9), поскольку сжатие происходит практически адиабатически, существенную роль играют и другие величины. Газовый компрессор не только сжимает газ от начального давления засасывает газ
Рассматривая площади
Величина г. Магнитные системы.Теперь остановимся более подробно на приложениях первого закона к магнитным системам. Рассмотрим некоторое количество вещества объемом ние состояния той системы, слегка увеличив ток
Левая часть этого уравнения представляет увеличение энергии системы (соленоид Если
Далее, намагничивающее поле
Фиг. 10. Магнитное вещество в поле соленоида. Первое слагаемое в правой части уравнения (5.13) есть увеличение энергии поля соленоида
Уравнение (5.14) относится к единице объема, что обычно молчаливо предполагается. Сравнивая уравнение (5.14) с первым законом для однородной изотропной системы
мы увидим, что для магнитной системы
Фиг. 11. Магнитное вещество в поле постоянного магнита. Этот выбор не свободен от неоднозначности, в чем легко убедиться, если вместо магнитного материала в кольцевом соленоиде мы рассмотрим небольшое количество вещества в поле постоянного магнита (фиг. 11). Мы можем несколько увеличить намагниченность вещества, сместив его в направлении к магниту. Так как вещество подвергается действию силы
откуда видно, что Различи между связано с тем, какую из них мы считаем описывающей нашу «систему». Это можно пояснить при помощи следующего мысленного опыта, предложенного Беккером: мы могли бы устранить взаимодействие с окружающими приборами, если бы сумели зафиксировать значение намагниченности после ее изменения. Тогда мы смогли бы удалить соленоид или магнит, не нарушая намагниченности вещества. Представим себе, например, что мы имеем возможность «заморозить» магнитное состояние системы, например, посредством фиксирования элементарных магнитиков в тех положениях, которые они займут при намагничивании. Рассмотрим первый пример. Когда мы увеличиваем поле внутри соленоида от 0 до
Теперь заморозим намагниченность и будем уменьшать ток до нуля. Наведенная при этой операции э. д. с. равна
так как намагниченность
Теперь рассмотрим второй пример. При перемещении некоторого количества вещества из бесконечности в точку, где поле магнита равно
Заморозим снова намагниченность вещества и будем удалять магнит в бесконечность. Потенциальная энергия вещества в поле магнита равна
Таким образом мы получили одинаковые выражения (5.16) и (5.17) для работы Очевидно, что мы можем ввести магнитную энтальпию, определенную выражением
Знак минус появился здесь потому, что парой параметров являются
|
1 |
Оглавление
|