Oleku valikud .
1. - absoluutne rõhk
2. 
- konkreetne maht
3. 
Temperatuur
4. Tihedus
F (p, v, T) = 0.
protsessi .
Tasakaaluprotsess
Pööratav protsess -
Termodünaamiline protsess
p-v, p-T protsessi kõver
– vormi võrrand 
.
Olekuvõrrand lihtsa keha jaoks - 
.
Ideaalne gaas
PV = nRT
Päris gaas 
Küsimus 3. Termodünaamiline töö, P-V koordinaadid.
Termodünaamiline töö: 
, kus on üldistatud jõud, on koordinaat.
Konkreetne töö: 
, 
, kus on mass.
Kui 
Ja 
, siis on laienemisprotsess positiivne.
- Kui 
Ja 
, siis on tihendusprotsess negatiivne.
- Väikese mahumuutuse korral jääb rõhk praktiliselt muutumatuks.
Kogu termodünaamiline töö: 
.
1. Juhul 
, See.
, siis on töö jagatud kaheks osaks: 
, kus on tõhus töö, on pöördumatud kaotused, samas 
- sisemise soojusvahetuse soojus, st pöördumatud kaod muundatakse soojuseks.
________________________________________________________________
Küsimus 4. Potentsiaalne töö, P-V koordinaadid, tööde jaotus.
Potentsiaalne töökoht– rõhumuutustest põhjustatud töö. 
- Kui 
Ja 
- Kui 
Ja 
, siis on tihendusprotsess käimas.
- Väikese rõhumuutuse korral jääb maht peaaegu muutumatuks.
Kogu potentsiaalse töö saab leida järgmise valemi abil: 
.
1. Juhul 
, See.
2. Kui protsessi võrrand on antud - 
, See 
.
Kus on töö?
edastatakse välistesse süsteemidesse.
, c E on keha liikumiskiirus, dz on keha raskuskeskme kõrguse muutus gravitatsiooniväljas.
________________________________________________________
Küsimus 16. Lihtkeha oleku muutmise isobaarne protsess. Protsessi võrrand, kujutis P-V koordinaatides, parameetrite seos, töö ja soojusülekanne, olekufunktsioonide muutumine.
Kui 
, siis on laienemisprotsess käimas.
Isobaarne protsess.
Sest 
, See 
.
Ideaalse gaasi jaoks:
Termodünaamika esimene seadus: .
Ideaalse gaasi jaoks: 
Ja 
Küsimus 63. Drossel. Joule-Thomsoni efekt. Põhimõisted
Drosselimine- aine liikumise protsess läbi äkilise ahenemise. Kohaliku takistuse tekkimise põhjused, kui töövedeliku vool liigub läbi kanalite, võivad olla sulgemis-, reguleerimis- ja mõõteseadmed; pöörded, ahenemine, kanali saastumine jne.
Joule-Thomsoni efekt- aine temperatuuri muutus adiabaatilise drosseliga.
Riis. 1.7. Drosselprotsess h-s diagrammil
Eristama diferentsiaal Ja integraalne õhuklapp – efektid. Diferentsiaalne õhuklapi väärtus – mõju määratakse suhtest
, Kus –
Joule – Thomsoni koefitsient, [K/Pa].
Integreeritud õhuklapi efekt: 
.
Joule-Thomsoni koefitsient tuletatakse termodünaamika esimese seaduse ja termostaadi teise seaduse matemaatilistest avaldistest
1. Kui gaasihoob on positiivne ( D h > 0), siis töövedeliku temperatuur langeb ( dT<0 );
2. Kui gaasihoob on negatiivne ( D h< 0
), siis töövedeliku temperatuur tõuseb ( dT>0);
3. Kui gaasihoob on null ( D h = 0), siis töövedeliku temperatuur ei muutu. Gaasi või vedeliku olek, millele tingimus vastab D h = 0, kutsus inversioonipunkt.
___________________________________________________________________
Kahetaktiline diisel
Töövoog sisse kahetaktiline diisel toimib põhimõtteliselt samamoodi nagu kahetaktilise karburaatormootori puhul ja erineb ainult selle poolest, et silinder puhastatakse puhta õhuga. Protsessi lõpus surutakse silindrisse jäänud õhk kokku. Kompressiooni lõppedes süstitakse kütus läbi düüsi põlemiskambrisse ja süttib Kahetaktilise diiselmootori väntkambri tühjendamise skeem on näidatud joonisel 14, a ja indikaatori diagramm on joonisel 14, 6.
Kahetaktilise diiselmootori tööprotsess toimub järgmiselt.
Esimene löök. Kui kolb liigub N-st üles. m. t. kuni v. m.t. kõigepealt lõpeb puhastus ja seejärel väljalasketoru lõpp. Näidiku diagrammil on puhastus näidatud joonega b" - a" ja väljalaskeava - a" - a.
Pärast väljalaskeakna sulgemist kolviga surutakse silindris olev õhk kokku. Indikaatordiagrammi survejoon on kujutatud a-c kõveraga. Sel ajal tekib vändakambris kolvi alla vaakum, mille mõjul avaneb automaatklapp ja vändakambrisse imetakse puhas õhk. Kolvi allapoole liikumise alguses tõuseb kolvialuse mahu vähenemise tõttu õhurõhk vändakambris ja klapp sulgub.
Teine löök. Kolb liigub alates c. m.t.k.n. m.t. Kütuse sissepritse ja põlemine algavad enne kokkusurumise lõppu ja lõppevad pärast kolvi läbimist. m.t. Põlemise lõpus toimub paisumine. Laienemisprotsess on näidatud indikaatori diagrammil r-b kõveraga.
Ülejäänud protsessid, väljalaskmine ja tühjendamine, toimuvad samamoodi nagu karburaatori kahetaktilise mootori puhul.
Küsimus 2. Olekuparameetrid ja olekuvõrrandid.
Oleku valikud- termodünaamilise süsteemi siseseisundit iseloomustavad füüsikalised suurused. Termodünaamilise süsteemi olekuparameetrid jagunevad kahte klassi: intensiivne (sõltumata süsteemi massist) ja ulatuslik (proportsionaalne massiga).
Termodünaamilise oleku parameetrid nimetatakse intensiivseteks parameetriteks, mis iseloomustavad süsteemi olekut. Lihtsamad parameetrid:
1. - absoluutne rõhk - arvuliselt võrdne jõuga F, mis mõjub kehapinna pindalaühikule f ┴ viimasele, [Pa=N/m 2 ]
2. - konkreetne maht
on aine maht massiühiku kohta.
3. Temperatuur
on termodünaamilise süsteemi oleku ainus funktsioon, mis määrab kehadevahelise spontaanse soojusvahetuse suuna.
4. Tihedus ainet nimetatakse tavaliselt kehamassi ja selle mahu suhteks
Lihtkeha olekut iseloomustavate parameetrite vahelist seost nimetatakse olekuvõrrandiks F (p, v, T) = 0.
Süsteemi oleku muutmist nimetatakse protsessi .
Tasakaaluprotsess on süsteemi tasakaaluolekute pidev jada.
Pööratav protsess - tasakaaluprotsess, mis võimaldab sellel süsteemil pöördprotsessi kaudu lõppseisundist algolekusse naasta.
Termodünaamiline protsess peetakse pöörduvaks tasakaaluprotsessiks.
Tasakaaluprotsesse saab graafiliselt kujutada faasidiagrammidel p-v, p-T jne Protsessi parameetrite muutumist kujutavat joont nimetatakse protsessi kõver. Iga protsessikõvera punkt iseloomustab süsteemi tasakaaluseisundit.
Termodünaamilise protsessi võrrand
– vormi võrrand .
Olekuvõrrand lihtsa keha jaoks - .
Ideaalne gaas– materiaalsete punktide (molekulide või aatomite) kogum kaootilises liikumises. Neid punkte peetakse absoluutselt elastseteks kehadeks, millel puudub maht ja mis ei suhtle üksteisega. Ideaalse gaasi olekuvõrrand on Mendelejevi-Clapeyroni võrrand:
PV = nRT, kus P – rõhk, [Pa]; V – süsteemi maht [m 3 ]; n – aine kogus, [mol]; T – termodünaamiline temperatuur, [K]; R – universaalne gaasikonstant.
Päris gaas– gaas, mille molekulid interakteeruvad üksteisega ja hõivavad teatud ruumala. Reaalse gaasi olekuvõrrand on Mendelejevi-Clapeyroni üldistatud võrrand: , kus Z r = Z r (p,T) – gaasi kokkusurutavuse koefitsient; m – mass; M – molaarmass.
_____________________________________________________________
Konstantse massi korral võivad süsteemi parameetrid p, V, t muutuda välismõjude (mehaaniliste ja termiliste) mõjul. Kui süsteem on oma füüsikalistelt omadustelt homogeenne ja selles ei toimu keemilisi reaktsioone, siis, nagu kogemus näitab, ühe tema parameetri muutumisel toimuvad üldjuhul muutused ka teistes. Seega võib katsete põhjal väita, et homogeense süsteemi parameetrid (konstantse massiga) peaksid olema funktsionaalselt seotud:
Võrrandit (3.1) nimetatakse süsteemi termiliseks olekuvõrrandiks või lihtsalt olekuvõrrandiks. Selle võrrandi selgesõnaline leidmine on molekulaarfüüsika üks peamisi probleeme. Samal ajal on termodünaamiliselt üldseadusi kasutades võimatu selle võrrandi kuju leida. Ainult teatud süsteemide individuaalseid omadusi uurides on võimalik valida sõltuvused (3.1), millel on empiiriliste sõltuvuste tähendus, mis ligikaudu kirjeldavad süsteemide käitumist temperatuuri ja rõhu muutuste piiratud vahemikes. Molekulaarselt
Füüsika on välja töötanud üldise meetodi võrrandite (3.1) saamiseks, mis põhineb molekulidevaheliste interaktsioonide arvestamisel, kuid sellel teel tuleb konkreetsete süsteemide käsitlemisel ette suuri matemaatilisi raskusi. Molekulaarkineetiliste meetodite abil saadi olekuvõrrand haruldaste (ideaalsete) gaaside jaoks, milles molekulidevahelised vastasmõjud on tühised. Molekulaarfüüsika võimaldab üsna hästi kirjeldada ka mitte väga kokkusurutud gaaside omadusi. Kuid vaatamata paljude teadlaste jõupingutustele jääb praegu lahendamata küsimus tihedate gaaside ja vedelike olekuvõrrandi teoreetilise tuletamise kohta.
Süsteemi oleku muutumist, mis on seotud selle parameetrite muutumisega, nimetatakse termodünaamiliseks protsessiks. Vastavalt (3.1) saab keha olekut kujutada punktiga koordinaatsüsteemis Joonisel 1.3 on süsteemi kaks olekut kujutatud punktidega Üleminek olekust 1 olekusse 2 toimub selle tulemusena termodünaamiline protsess kui vaheolekute jada, mis üksteist asendavad.
Võib ette kujutada sellist üleminekut algolekust lõppolekusse 2, kus iga vaheseisund on tasakaalus. Selliseid protsesse nimetatakse tasakaaluks ja neid kujutatakse koordinaatsüsteemis pideva joonega (joonis 1.3,b). Laboratoorsetes mastaapides süsteemides kulgevad tasakaaluprotsessid lõpmatult aeglaselt, ainult sellise protsessi käigu korral saab rõhku ja temperatuuri muutuvates objektides igal ajahetkel pidada kõikjal samaks. Kasutades joonisel 1.1 näidatud mudelit, saab sarnase protsessi läbi viia kas üksikute pelletite eemaldamise või lisamisega või termostaadi, milles on soojust juhtivate seintega silinder, temperatuuri lõpmatult aeglaselt muutes.
Kui süsteemis toimuvad muutused piisavalt kiiresti (joonisel 1.1 kujutatud mudelil muutub kolvi koormus järsult lõpliku hulga võrra), siis selle sees ei ole rõhk ja temperatuur erinevates punktides samad, st need on koordinaatide funktsioonid. Selliseid protsesse nimetatakse mittetasakaalulisteks
Kuna olekuvõrrand pV = nRT on lihtsa kujuga ja peegeldab mõistliku täpsusega paljude gaaside käitumist paljudes välistingimustes, on see väga kasulik. Kuid loomulikult pole see universaalne. On ilmne, et see võrrand ei allu ühelegi vedelas või tahkes olekus ainele. Puuduvad kondenseerunud ained, mille maht väheneks rõhu kahekordistumisel poole võrra. Isegi tugeva surve all või kondensatsioonipunkti lähedal olevatel gaasidel on sellest käitumisest märgatavaid kõrvalekaldeid. Välja on pakutud palju muid keerukamaid olekuvõrrandeid. Mõned neist on väga täpsed muutuvate välistingimuste piiratud alal. Mõned kehtivad ainete eriklasside kohta. On võrrandeid, mis kehtivad laiemale aineklassile laiemalt varieeruvates välistingimustes, kuid need pole kuigi täpsed. Me ei kuluta siin aega nende olekuvõrrandite üksikasjalikule vaatamisele, kuid anname neist siiski ülevaate.
Oletame, et gaasimolekulid on täiesti elastsed tahked pallid, nii väikesed, et nende kogumahtu võib gaasi poolt hõivatud ruumalaga võrreldes tähelepanuta jätta. Oletame ka, et molekulide vahel ei ole külgetõmbe- ega tõukejõude ning need liiguvad täiesti kaootiliselt, põrkudes juhuslikult üksteise ja anuma seintega kokku. Kui rakendame selle gaasimudeli puhul elementaarset klassikalist mehaanikat, saame seose pV = RT, kasutamata eksperimentaalsete andmete üldistusi, nagu Boyle'i-Mariotte'i ja Charles-Gay-Lussi seadusi. Teisisõnu, gaas, mida me nimetasime "ideaalseks", käitub gaasina, mis koosneb väga väikestest tahketest kuulidest, mis suhtlevad üksteisega ainult kokkupõrke hetkel. Rõhk, mida selline gaas avaldab mis tahes pinnale, on lihtsalt võrdne keskmise impulsiga, mille molekulid ajaühikus pinnaühikule sellega kokkupõrkel annavad. Kui molekul massiga m põrkab vastu pinda, mille kiiruskomponent on pinnaga risti ja peegeldub kiiruskomponendiga, siis pinnale kantud impulss on mehaanika seaduste kohaselt võrdne Need kiirused on üsna suured. kõrge (tavatingimustes õhu puhul mitusada meetrit sekundis), mistõttu Kokkupõrkeaeg on väga lühike ja hoogu ülekandmine toimub peaaegu koheselt. Kuid kokkupõrkeid on nii palju (umbes 1023 1 cm2 kohta 1 s õhus atmosfäärirõhul), et mis tahes instrumendiga mõõtes osutub rõhk ajas absoluutselt konstantseks ja pidevaks.
Tõepoolest, enamik otseseid mõõtmisi ja vaatlusi näitavad, et gaasid on pidev keskkond. Järeldus, et need peavad koosnema suurest hulgast üksikutest molekulidest, on puhtalt spekulatiivne.
Kogemusest teame, et tõelised gaasid ei allu äsjakirjeldatud ideaalse mudeli ennustatud käitumisreeglitele. Piisavalt madalal temperatuuril ja piisavalt kõrgel rõhul kondenseerub igasugune gaas vedelaks või tahkeks olekuks, mida gaasiga võrreldes võib pidada kokkusurumatuks. Seega ei saa alati jätta tähelepanuta molekulide kogumahtu, võrreldes konteineri mahuga. Samuti on selge, et molekulide vahel on külgetõmbejõud, mis piisavalt madalatel temperatuuridel suudavad molekule siduda, mis viib aine kondenseerunud vormi tekkeni. Need kaalutlused viitavad sellele, et üks viis ideaalse gaasi omast üldisema olekuvõrrandi saamiseks on võtta arvesse reaalsete molekulide lõplikku mahtu ja nendevahelisi tõmbejõude.
Molekulaarmahu arvestamine pole keeruline, vähemalt kvalitatiivsel tasemel. Oletame lihtsalt, et molekulide liikumiseks kasutatav vaba ruumala on 6 võrra väiksem gaasi kogumahust V, mis on seotud molekulide suurusega ja mida mõnikord nimetatakse ka seotud ruumalaks. Seega peame ideaalgaasi olekuvõrrandis asendama V väärtusega (V - b); siis saame
Seda suhet nimetatakse mõnikord Clausiuse olekuvõrrandiks saksa füüsiku Rudolf Clausiuse auks, kes mängis termodünaamika arengus suurt rolli. Tema tööga tutvume lähemalt järgmises peatükis. Pange tähele, et võrrand (5) on kirjutatud 1 mooli gaasi kohta. N mooli jaoks tuleb kirjutada p(V-nb) = nRT.
Molekulidevaheliste tõmbejõudude arvestamine on mõnevõrra keerulisem. Molekul, mis asub gaasimahu keskel, st kaugel anuma seintest, "näeb" kõigis suundades sama arvu molekule. Järelikult on tõmbejõud kõikides suundades võrdsed ja tühistavad üksteist, nii et puhasjõudu ei teki. Kui molekul läheneb mahuti seinale, "näeb" ta enda taga rohkem molekule kui enda ees. Selle tulemusena ilmub tõmbejõud, mis on suunatud anuma keskpunkti poole. Molekuli liikumine on mõnevõrra vaoshoitud ja see tabab anuma seina vähem jõuliselt kui atraktiivsete jõudude puudumisel.
Kuna gaasi rõhk on tingitud impulsi ülekandmisest molekulide poolt, mis põrkavad kokku anuma seintega (või mõne muu gaasi sees asuva pinnaga), on molekulide ligitõmbamisel tekkiv rõhk mõnevõrra väiksem kui sama rõhk. molekulid külgetõmbe puudumisel. Selgub, et rõhu langus on võrdeline gaasi tiheduse ruuduga. Seetõttu võime kirjutada
kus p on tihedus moolides ruumalaühiku kohta, on rõhk, mille tekitab mittetõmbavate molekulide ideaalne gaas, ja a on proportsionaalsuse koefitsient, mis iseloomustab antud tüüpi molekulide vaheliste külgetõmbejõudude suurust. Tuletage meelde, kus n on moolide arv. Seejärel saab seose (b) 1 mooli gaasi jaoks veidi erineval kujul ümber kirjutada:
kus a on teatud tüüpi gaasile iseloomulik väärtus. Võrrandi (7) parem pool tähistab ideaalse gaasi “parandatud” rõhku, mida tuleb kasutada võrrandis p asendamiseks. Kui võtta arvesse mõlemad parandused, millest üks tuleneb mahust vastavalt punktile (b) ja muu tõmbejõudude tõttu vastavalt punktile (7), saame 1 mooli gaasi kohta
Selle võrrandi pakkus esmakordselt välja Hollandi füüsik D. van der Waals 1873. aastal. N mooli puhul võtab see sellise kuju
Van der Waalsi võrrand võtab lihtsal ja visuaalsel kujul arvesse kahte efekti, mis põhjustavad tegelike gaaside käitumises kõrvalekaldeid ideaalist. On ilmne, et van der Waalsi olekuvõrrandit p, V, Ty ruumis esindav pind ei saa olla nii lihtne kui ideaalsele gaasile vastav pind. Osa sellisest pinnast a ja b konkreetsete väärtuste jaoks on näidatud joonisel fig. 3.7. Isotermid on näidatud pidevate joontena. Isotermidel, mis vastavad temperatuuridele, mis on kõrgemad kui nn kriitiline isoterm, ei ole miinimume ega pöördeid ning need näevad välja sarnased joonisel fig. 3.6. Temperatuuridel, mis on madalamad, on isotermidel maksimumid ja miinimumid. Piisavalt madalatel temperatuuridel on piirkond, kus rõhk muutub negatiivseks, nagu näitavad katkendjoontega kujutatud isotermide osad. Need kühmud ja langused, nagu ka negatiivsete rõhkude piirkond, ei vasta füüsikalistele mõjudele, vaid peegeldavad lihtsalt van der Waalsi võrrandi puudujääke, selle võimetust kirjeldada reaalsete ainete tõelist tasakaalukäitumist.
Riis. 3.7. Van der Waalsi võrrandile vastava gaasi pind p - V - T.
Tegelikult põhjustavad reaalsetes gaasides madalamatel temperatuuridel ja piisavalt kõrgel rõhul molekulide vahelised tõmbejõud gaasi kondenseerumist vedelasse või tahkesse olekusse. Seega vastab van der Waalsi võrrandiga ennustatud anomaalne alarõhupiirkonna isotermide piikide ja languste piirkond reaalsetes ainetes segafaasi piirkonnale, milles eksisteerivad koos aur ja vedel või tahke olek. Riis. 3.8 illustreerib seda olukorda. Sellist "katkestivat" käitumist ei saa üldse kirjeldada ühegi suhteliselt lihtsa ja "pideva" võrrandiga.
Vaatamata oma puudustele on van der Waalsi võrrand kasulik ideaalse gaasi võrrandi paranduste kirjeldamiseks. Erinevate gaaside a ja b väärtused määratakse katseandmete põhjal, mõned tüüpilised näited on toodud tabelis. 3.2. Kahjuks ei ole ühegi gaasi puhul a ja b üksikuid väärtusi, mis annaks van der Waalsi võrrandi abil täpse kirjelduse p, V ja T vahelist suhet laias vahemikus.
Tabel 3.2. Van der Waalsi konstantide iseloomulikud väärtused
Tabelis toodud väärtused annavad meile siiski kvalitatiivset teavet ideaalse gaasi käitumise eeldatava kõrvalekalde suuruse kohta.
On õpetlik vaadelda konkreetset näidet ja võrrelda ideaalse gaasi võrrandi, Clausiuse võrrandi ja van der Waalsi võrrandi abil saadud tulemusi mõõdetud andmetega. Vaatleme 1 mooli veeauru mahus 1384 cm3 temperatuuril 500 K. Pidades meeles seda (mol K) ja kasutades tabelis olevaid väärtusi. 3.2, saame
a) ideaalse gaasi olekuvõrrandist:
b) Clausiuse olekuvõrrandist: atm;
c) van der Waalsi olekuvõrrandist:
d) katseandmetest:
Nende spetsiifiliste tingimuste korral hindab ideaalse gaasi seadus rõhku umbes 14% võrra üle.
Riis. 3.8. Pind aine jaoks, mis jahutamisel kokku tõmbub. Sellist pinda ei saa kirjeldada ühe olekuvõrrandiga ja see tuleb konstrueerida eksperimentaalsete andmete põhjal.
Clausiuse võrrand annab veelgi suurema vea, umbes 16%, ja van der Waalsi võrrand hindab rõhku umbes 5% võrra üle. Huvitaval kombel annab Clausiuse võrrand suurema vea kui ideaalse gaasi võrrand. Põhjus on selles, et molekulide lõpliku mahu korrigeerimine suurendab rõhku, samas kui külgetõmbetähtaeg vähendab seda. Seega need muudatused kompenseerivad teineteist osaliselt. Ideaalse gaasi seadus, mis ei võta arvesse ei üht ega teist parandust, annab rõhu väärtuse, mis on tegelikule väärtusele lähemal kui Clausiuse võrrand, mis võtab arvesse ainult selle suurenemist vaba ruumala vähenemise tõttu. Väga suure tiheduse korral muutub molekulide mahu korrektsioon palju olulisemaks ja Clausiuse võrrand osutub ideaalse gaasi võrrandist täpsemaks.
Üldiselt ei tea me reaalsete ainete puhul selget seost p, V, T ja n vahel. Enamiku tahkete ainete ja vedelike puhul pole isegi ligikaudseid lähendusi. Sellegipoolest oleme kindlalt veendunud, et selline seos eksisteerib iga aine puhul ja aine allub sellele.
Alumiiniumitükk hõivab teatud mahu, alati täpselt sama, kui temperatuur ja rõhk on antud väärtustel. Kirjutame selle üldise väite matemaatilisel kujul:
See kirje kinnitab mingi funktsionaalse seose olemasolu p, V, T ja n vahel, mida saab väljendada võrrandiga. (Kui kõik sellise võrrandi liikmed nihutada vasakule, võrdub parem pool ilmselgelt nulliga.) Sellist avaldist nimetatakse kaudseks olekuvõrrandiks. See tähendab muutujate vahelise seose olemasolu. Samuti on kirjas, et me ei tea, mis see suhe on, aga aine “teab” seda! Riis. 3.8 võimaldab meil ette kujutada, kui keeruline peab olema võrrand, mis kirjeldaks reaalset ainet paljudes muutujates. Sellel joonisel on kujutatud reaalse aine pinda, mis külmumisel kokku tõmbub (peaaegu kõik ained käituvad nii, välja arvatud vesi). Me ei ole piisavalt kogenud, et ennustada arvutuste abil, millise ruumala aine hõivab, kui on antud suvaliselt antud p, T ja n väärtusi, kuid oleme täiesti kindlad, et aine "teab", mis mahu see hõivab. Seda kindlustunnet kinnitavad alati eksperimentaalsed testid. Mateeria käitub alati üheselt.
OLUKORRALDUS – võrrand, mis seostab rõhku R, maht V ja kõhulihased. temp-ru T füüsiliselt homogeenne süsteem termodünaamilises tasakaalus: f(lk, V, T) = 0. Seda taset nimetatakse. termiline U. s., erinevalt kalorilisest U. s.-st, mis määrab sisemise. energiat U süsteemid funktsioonina kaks kolmest parameetrist p, v, t. Thermal U.s. võimaldab väljendada rõhku mahu ja temperatuuri kaudu, p=p(V, T) ja määrake süsteemi lõpmatu väikese laienemise elementaarne töö. USA on termodünaamika vajalik täiendus. seadused, mis võimaldavad neid reaalsete ainete suhtes rakendada. Seda ei saa tuletada ainult seadusi kasutades, vaid see määratakse kogemuse põhjal või arvutatakse teoreetiliselt mateeria struktuuri käsitlevate ideede põhjal, kasutades statistilisi meetodeid. Füüsika. Alates termodünaamika esimene seadus see järgib ainult kalorite olemasolu. USA ja alates termodünaamika teine seadus- kalori- ja soojusenergia suhe:
Kus A Ja b- konstandid, olenevalt gaasi olemusest ja võttes arvesse molekulidevaheliste tõmbejõudude mõju ja molekulide lõplikku mahtu; viiruslik U.s. mitteideaalse gaasi jaoks:
Kus B (T), C (T), ...- 2., 3. jne viriaalsed koefitsiendid, olenevalt molekulidevahelise interaktsiooni jõududest. Virial U. s. võimaldab meil selgitada paljusid katsetame tulemused põhinevad lihtsatel mudelitel molekulidevaheline interaktsioon gaasides. Pakutakse ka erinevaid tüüpe. empiiriline USA eksperimendi põhjal. andmed gaaside soojusmahtuvuse ja kokkusurutavuse kohta. USA mitteideaalsed gaasid näitavad kriitilise olemasolu. punktid (koos parameetritega lk Kellele, V K, T j), milles gaasiline ja vedel faas muutuvad identseks. Kui U. s. esineb vähendatud juhtimissüsteemi kujul, st mõõtmeteta muutujatena r/r k, V/V K, T/T kuni, siis mitte liiga madala temp-pax korral muutub see võrrand decompi jaoks vähe. ained (vastavate olekute seadus),
Vedelike puhul ei ole molekulidevahelise interaktsiooni kõigi tunnuste arvessevõtmise raskuse tõttu veel võimalik saada üldist teoreetilist juhtimissüsteemi. Van der Waalsi võrrand ja selle modifikatsioonid, kuigi neid kasutatakse vedelike omaduste ja käitumise hindamiseks, ei ole põhimõtteliselt rakendatavad allpool kriitilisust. punktid, kus on võimalik vedela ja gaasilise faasi kooseksisteerimine. Süsteemi, mis kirjeldab hästi mitmete lihtsate vedelike omadusi, võib saada ligikaudsetest vedelike teooriatest. Teades molekulide vastastikuse paigutuse tõenäosusjaotust (paarikorrelatsioonifunktsioon; vt Vedelik), on põhimõtteliselt võimalik arvutada U.s. vedelikke, kuid see probleem on keeruline ja pole isegi arvuti abiga täielikult lahendatud.
U.s. tahked ained kasutavad teooriat võre vibratsioonid, aga universaalne U. s. ei ole saadud tahkete ainete jaoks.
(fotoonilise gaasi) U.s. kindlaks määratud
Tasakaalulise termodünaamilise süsteemi puhul on olekuparameetrite vahel funktsionaalne seos, mida nimetatakse võrrand koosseistes. Kogemused näitavad, et kõige lihtsamate süsteemide, milleks on gaasid, aurud või vedelikud, erimaht, temperatuur ja rõhk on omavahel seotud. termikrofon võrrand liigi seisund.
Olekuvõrrandile võib anda ka teise kuju: 
Need võrrandid näitavad, et kolmest peamisest parameetrist, mis määravad süsteemi oleku, on kõik kaks sõltumatud.
Ülesannete lahendamiseks termodünaamiliste meetodite abil on tingimata vaja teada olekuvõrrandit. Seda ei saa aga termodünaamika raames saada ja see tuleb leida kas eksperimentaalselt või statistilise füüsika meetoditega. Olekuvõrrandi konkreetne vorm sõltub aine individuaalsetest omadustest.
Ideaalsete hektarite oleku võrrandhelistama
Võrranditest (1.1) ja (1.2) järeldub, et 
.
Võtke arvesse 1 kg gaasi. Arvestades, mida see sisaldab N molekulid ja seega 
, saame: 
.
Püsiv väärtus Nk, 1 kg gaasi kohta on tähistatud tähega R ja helistada gaas püsivNoa. Sellepärast
, või 
.
(1.3)
Saadud seos on Clapeyroni võrrand.
(1,3) korrutamine M, saame suvalise gaasimassi olekuvõrrandi M: 
.
(1.4)
Clapeyroni võrrandile saab anda universaalse kuju, kui seostame gaasikonstandi 1 kmol gaasiga, st gaasi kogusega, mille mass kilogrammides on arvuliselt võrdne molekulmassiga μ. Sisse panemine (1.4) M=μ ja V= V μ , Saame ühe mooli jaoks Clapeyroni-Mendelejevi võrrandi:
.
Siin 
on gaasi kilomoolide maht ja 
-universaalne gaasikonstant.
Vastavalt Avogadro seadusele (1811) on 1 kmol ruumala, mis on samadel tingimustel kõigi ideaalgaaside puhul tavalistes füüsikalistes tingimustes võrdne 22,4136 m 3 , seega
1 kg gaasi gaasikonstant on 
.
Reaalhektaride oleku võrrandhelistama
Päris gaasides V Erinevus ideaalsetest seisneb selles, et molekulidevahelise interaktsiooni jõud on olulised (tõmbejõud, kui molekulid on märkimisväärsel kaugusel, ja tõukejõud, kui need on üksteisele piisavalt lähedal) ning tähelepanuta ei saa jätta ka molekulide omamahtu.
Molekulidevaheliste tõukejõudude olemasolu toob kaasa asjaolu, et molekulid saavad üksteisele läheneda ainult teatud minimaalse kauguseni. Seetõttu võime eeldada, et molekulide liikumiseks vaba ruumala on võrdne 
,
Kus b
- väikseim maht, milleni saab gaasi kokku suruda. Sellega seoses väheneb molekulide vaba tee ja löökide arv seinale ajaühikus ning seetõttu suureneb rõhk võrreldes ideaalse gaasiga suhtega.
,
st.
.
Tõmbejõud toimivad välisrõhuga samas suunas ja tulemuseks on molekulaarne (või sisemine) rõhk. Gaasi mis tahes kahe väikese osa molekulide külgetõmbejõud on võrdeline molekulide arvu korrutisega nendes osades, st tiheduse ruuduga, seetõttu on molekulirõhk pöördvõrdeline konkreetse gaasiosa ruuduga. gaasi maht: Rnad ütlesid= a/ v 2 kus A - proportsionaalsuskoefitsient sõltuvalt gaasi olemusest.
Sellest saame van der Waalsi võrrandi (1873):
,
Reaalse gaasi suurte erimahtude ja suhteliselt madala rõhu korral taandub van der Waalsi võrrand praktiliselt ideaalse gaasi Clapeyroni olekuvõrrandiks, kuna kogus a/v 2
(Võrreldes lk) Ja b (Võrreldes v) muutuda tühiselt väikeseks.
Van der Waalsi võrrand kirjeldab kvalitatiivselt päris gaasi omadusi üsna hästi, kuid arvuliste arvutuste tulemused ei ühti alati katseandmetega. Paljudel juhtudel on need kõrvalekalded seletatavad tõeliste gaasimolekulide kalduvusega ühineda eraldi rühmadeks, mis koosnevad kahest, kolmest või enamast molekulist. Seos tekib molekulide välise elektrivälja asümmeetria tõttu. Saadud kompleksid käituvad sõltumatute ebastabiilsete osakestena. Kokkupõrgete käigus need lagunevad, seejärel ühinevad uuesti teiste molekulidega jne. Temperatuuri tõustes väheneb kiiresti suure molekulide arvuga komplekside kontsentratsioon ja üksikmolekulide osakaal suureneb. Veeauru polaarsetel molekulidel on suurem kalduvus assotsieeruda.
