Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Савельев И.В. -> "Курс общей физики Том 1 Механика, колебания и волны, молекулярная физика" -> 91

Курс общей физики Том 1 Механика, колебания и волны, молекулярная физика - Савельев И.В.

Савельев И.В. Курс общей физики Том 1 Механика, колебания и волны, молекулярная физика — М.: Наука, 1970. — 508 c.
Скачать (прямая ссылка): kursobsheyfizikit11970.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 150 >> Следующая


диться, рассмотрим еще один пример. Возьмем твердое тело про* изволыюй формы, погруженное в жидкую или газообразную среду, которая оказывает на тело одинаковое во всех точках давление р (рис. 214). Предположим, что тело расширяется так, что отдельные элементарные участки его поверхности ASi получают различные перемещения Ahi. Тогда і-й участок совершит работу А'Аи равную PASiAhi. Работа, совершаемая телом, может быть найдена как сумма работ отдельных участков:

A'A = S KAi = Sp AS2 АЛг.

Вынося за знак суммы одинаковое для всех участков р и замечая, что 2 ASi Ahi дает приращение объема тела ДУ, можно написать:

р

tSA = pbV,

т. е. и в общем случае мы приходим к формуле (96.1).

Изобразим процесс изменения объема тела на диаграмме (р, V)

(рис. 215). Элементарной работе A'Ai = PiAVi соответствует площадь узкой заштрихованной полоски на графике. Очевидно, что площадь, ограниченная осью V, кривой p = f{V) и прямыми V, и V2, численно равна работе, совершаемой при изменении объема от значения Vi до V2.

Заметим, что, использовав выражение (96.1) (с переходом к дифференциалам), уравнение (95.4) первого начала термодинамики можно написать следующим об-разом:

d'Q = dU + р dV. (96.4)

Рис. 215.

314
§ 97. Температура

К определению понятия температуры можно прийти на основании следующих соображений. Если несколько соприкасающихся тел находятся в состоянии теплового равновесия, т. е. не обмениваются энергией путем теплопередачи, то этим телам приписывается одинаковая температура. Если при установлении теплового контакта между телами одно из них передает энергию другому посредством теплопередачи, то первому телу приписывается большая температура, чем второму. Ряд свойств тел — объем, электрическое сопротивление и т. п. — зависит от температуры. Любое из этих свойств может быть использовано для количественного определения температуры.

Приведем тело, выбранное нами для измерения температуры (термометрическое тело), в тепловое равновесие с тающим льдом, припишем телу в этом случае температуру 0° и охарактеризуем количественно то свойство тела (температурный признак), которое мы намереваемся использовать для измерения температуры. Пусть в качестве такого признака выбран объем тела и значение его при 0° равно V'o. Затем приведем то же тело в тепловое равновесие с кипящей под атмосферным давлением водой, припишем ему в этом состоянии значение температуры, равное 100°, и определим соответствующий объем Vioo- Принимая, что выбранный нами температурный признак (в рассматриваемом примере — объем) изменяется с температурой линейно, состоянию, в котором термометрическое тело имеет объем V, следует приписать температуру

f° = -J7 vI- 100°. (97.1)

^ 100 —

Установленная таким образом температурная шкала называется, как известно, шкалой Цельсия. Соотношение, аналогичное (97.1), можно написать и для случая, когда для измерения температуры берется не объем, а какой-либо иной температурный признак.

Проградуировав описанным способом термометр, его можно использовать для измерения температуры, приводя в тепловое равновесие с тем телом, температура которого нас интересует, и производя отсчет величины объема*

315
При сравнении термометров, использующих различные по природе термометрические тела (например, ртуть и спирт) или различные температурные признаки (например, объем и электрическое сопротивление), обнаруживается, что показания этих термометров, совпадая из-за способа градуировки при 0° и 100°, не совпадают при других температурах. Отсюда следует, что для однозначного определения температурной шкалы необходимо условиться, кроме способа градуировки, также о выборе термометрического тела и температурного признака.

О том, как делается этот выбор при установлении так называемой эмпирической шкалы температур, будет сказано в следующем параграфе. Забегая вперед, ука-> жем, что на основе второго начала термодинамики может быть установлена температурная шкала, не зависящая от свойств термометрического тела (см. § 130). Эта шкала называется абсолютной шкалой температур.

§ 98. Уравнение состояния идеального газа

Состояние некоторой массы газа определяется значениями трех параметров: давления р, объема V и температуры t°. Эти параметры закономерно связаны друг с другом, так что изменение одного из них влечет за собой изменение других. Указанная связь может быть задана аналитически в виде функции

F(p, V, f) = 0. (98.1)

Соотношение, дающее связь между параметрами какого-либо тела, называется уравнением состоя* ния этого тела. Следовательно, (98.1) представляет собой уравнение состояния данной массы газа.

Если разрешить (98.1) относительно какого-либо из параметров, например р, уравнение состояния примет вид

P = HV, П (98.2)

Известные из школьного курса законы Бойля — Ma* риотта и Гей-Люссака дают уравнения состояния для случаев, когда один из параметров остается постоянным. Так, например, закон Бойля — Мариотта гласит, что для данной массы газа при постоянной температуре

316
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed