* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
274
ОСНОВЫ
ТЕРМОДИНАМИКИ
Г*
4
V
состояния мы из состояния (1) перейдем в состояние ( 2 ) . Работа выразится площадью v AaBv (рис. 180) или v AbBv , в зависимости от того, как будет меняться давление: по кривой АаВ или АЬВ или, наконец, по какой-либо другой кривой. Отсюда ясно, что ЬА — не полный диференциал, и отсюда же следует, что 8Q также не может быть полным диференциалом.
2 2 y %
§ 2. Применение первого принципа термодинамики к идеальному газу. Адиабатные и изотермические процессы. Предположим, что мы имеем в сосуде (цилиндр, закрытый поршнем) 1 г идеального газа, подчиняющегося уравнению состояния ( 1 ) . Выберем за параметры величины v и 7L, Тогда (3) можно для данного случая напи сать следующим образом: iQ^dv+^-dT+pdv. Нетрудно показать, что для и д е а л ь н о г о (6) газа ^ = 0 . Это можно
вывести, исходя из опыта Гей-Люссака, впоследствии повторенного Джаулем. Пусть мы имеем два сообщающихся при помощи крана С сосуда А и В (рис. 1 3 1 ) . Пусть в В заключен газ при давлении Р а из Л воздух выкачан. Если мы, открыв кран, дадим давлению выровняться, все время перемешивая воду в калориметре, г. котором находятся наши сообщающиеся с о суды, то в первом приближении можно счи тать, на основании опыта, что температура Рис. 131. в калориметре не изменилась. Применяя к данному случаю уравнение ( 6 ) , мы приходим к выводу: раз температура воды в калориметре не изменилась, то 5Q = 0 . Далее, газ расширялся при внешнем давлении р — 0: из А воздух выкачан; поэтому последний член в (6) также обращается в нуль. Кро ме того, так как температура не изменяется, то пропадает и второй член правой части. Итак, остается dv—О. Но объем газа изме
няется. Следовательно, dv=^=0. Отсюда вывод: !— =
(). Рассмотрим, какой
это имеет физический смысл. Если внутренняя энергия при расширении не изменяется, это значит, что при разавижении частиц работа не про изводится, т. е. частицы друг друга не притягивают. Для всех реальных газов мы имеем, в большинстве случаев, уменьшение внутренней энергии при расширении. Это указывает на то, что частицы газов притягивают друг друга. Поэтому, если производить указанный выше опыт Гей-Люссака более тщательно, то мы получаем в большинстве случаев охлаждение; этим пользуются для охлаждения газа при его сжижении в машине системы
1
* Мы отвлекаемся здесь от случаев „инверсии", обсуждение которых заняло бы мною места.