Физика

Термодинамика

Температура, количество теплоты, работа газа и тепловые процессы.

19 формул

Формулы темы

Закон Генри для растворимости газа

Закон Генри утверждает, что при постоянной температуре растворимость газа в жидкости пропорциональна парциальному давлению этого газа над раствором.

$c=k_H p$

Закон излучения Кирхгофа

Закон Кирхгофа для теплового излучения утверждает, что отношение спектральной излучательной способности тела к его поглощательной способности равно излучению абсолютно черного тела при той же температуре.

$\frac{e_\lambda(T)}{a_\lambda(T)}=e_{\lambda}^{(\text{ч.т.})}(T)$

Закон Стефана - Больцмана

Мощность излучения абсолютно черного тела пропорциональна площади поверхности и четвертой степени абсолютной температуры.

$P=\sigma S T^4$

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики выражает сохранение энергии: полученное системой тепло идет на изменение внутренней энергии и работу, совершенную системой.

$Q=\Delta U + A$

Условие теплового равновесия

Тепловое равновесие двух тел означает равенство их температур и отсутствие направленного теплообмена между ними. Это условие лежит в основе термометрии.

$T_1=T_2$

Уравнение Дитеричи

Уравнение Дитеричи является эмпирическим уравнением состояния реального газа с поправками на собственный объем молекул и межмолекулярное притяжение.

$p(V_m-b)=RT\exp\left(-\frac{a}{RTV_m}\right)$

Формула Рэлея - Джинса

Формула Рэлея - Джинса описывает спектральную плотность энергии черного тела в классическом приближении и хорошо работает на малых частотах.

$u(\nu,T)=\frac{8\pi \nu^2}{c^3}kT$

Уравнение Клаузиуса - Клапейрона

Уравнение Клаузиуса - Клапейрона связывает наклон линии фазового равновесия с теплотой перехода, температурой и изменением объема.

$\frac{dp}{dT}=\frac{L}{T\Delta V}$

Количество теплоты при нагревании

Количество теплоты при нагревании равно произведению удельной теплоемкости, массы и изменения температуры: Q = cmΔt. Эта связь применима без плавления, кипения и других фазовых переходов.

$Q = cm\Delta t$

Количество теплоты при плавлении

Для плавления кристаллического вещества при температуре плавления нужна теплота Q = λm. Удельная теплота плавления λ показывает затраты энергии на один килограмм вещества.

$Q = \lambda m$

Количество теплоты при кипении

При превращении жидкости в пар при температуре кипения требуется теплота Q = Lm. Удельная теплота парообразования L относится к веществу и условиям, в которых происходит переход.

$Q = Lm$

Закон смещения Вина

Закон смещения Вина описывает положение максимума спектра абсолютно черного тела. Формула нужна, чтобы быстро перейти от физических данных к расчету и проверить порядок величины в задачах по тепловому излучению.

$\lambda_{\max}T=b$

Количество теплоты при парообразовании

Количество теплоты при парообразовании равно произведению удельной теплоты парообразования на массу жидкости и показывает энергию, нужную для превращения ее в пар.

$Q=Lm$

КПД нагревателя

КПД нагревателя равен отношению полезной теплоты к затраченной энергии. Для обычного нагревателя доля η находится между нулем и единицей; значение в процентах равно 100η.

$\eta=\frac{Q_{\text{полезн}}}{Q_{\text{затрач}}}$

Уравнение теплового баланса без потерь

В теплоизолированной системе теплота, отданная одними телами, равна теплоте, полученной другими. Если полученную теплоту считать положительной, сумма всех Q равна нулю.

$Q_1+Q_2+\dots+Q_n=0$