Термодинамика
advertisement
Термодинамика Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются свойства тел без использования представлений о характере движения и взаимодействия частиц, из которых они состоят, называется. Основные понятия термодинамики Термодинамическая система — выделяемая (реально или мысленно) для изучения макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц. Изолированная система (замкнутая система) — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Основные понятия термодинамики Термодинамическое равновесие - это состояние системы, в которой прекратились все наблюдаемые макроскопические процессы. Важным свойством термодинамически равновесной системы является выравнивание температуры всех ее частей. Основные понятия термодинамики Термодинамический процесс - это переход термодинамической системы в другое равновесное состояние в результате внешнему воздействию. Если процесс протекает достаточно медленно (в пределе бесконечно медленно), то система в каждый момент времени оказывается близкой к равновесному состоянию. Процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний, называются квазистатическими. Основные понятия термодинамики Внутренняя энергия – сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц(атомов или молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия. Внутренняя энергия - это • Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул • Потенциальная энергия взаимодействия молекул • Потенциальная и кинетическая энергия колебательного движения молекул • Энергия внутримолекулярного взаимодействия (химическая) • Энергия взаимодействия электронных оболочек и ядер атомов • Внутриядерная энергия взаимодействия нуклонов • Энергия электромагнитных излучений Внутренняя энергия U E E E 1 k1 n1 U E E E 2 k 2 n2 U U U E E 2 1 k n Внутренняя энергия идеального газа идеальный газ U E , E 0 k n 3 U E где E kT средняя кинетическая 1 1 2 энергия одного атома 3 m U kT N 2 M a m N N количество молекул a M 3m U RT 2M 3 U RT 2 Внутренняя энергия идеального газа m PV RT M 3 U PV 2 3m U RT 2M 3 U PV 2 Внутренняя энергия U тела однозначно определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние тела 3 U PV 2 Внутренняя энергия одноатомного газа Молекулы реальных газов имеют сложную форму. Внутренняя энергия зависит от числа степеней свободы. 5m U RT 2M 6m U RT 2M i U RT 2 i - количество степеней свободы молекулы газа, Количество степеней свободы молекулы газа – это число возможных независимых перемещений механической системы. i =3- одноатомный газ i =5- двухатомный газ i =6- для всех остальных Способы изменения внутренней энергии тел Химические Теплопередача реакции Работа Экзотермические Эндотермические Излучение Теплопередача Конвекция Дробление Сжатие Растяжение Трение Теплообмен – процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы • Количество теплоты, получаемое телом, – энергия, передаваемая телу извне в результате теплообмена T0 Нагревание пара кипение Нагревание жидкости плавлениее Нагревание твердого тела Охлаждение пара конденсация Охлаждение жидкости отвердевание Охлаждение твердого тела t. мин Тепло холод Работа, совершаемая газом при изобарном расширении (р — соnst, т = соnst) Работа, совершаемая газом при изотермическо м расширении (Т = сопst, т = соnst) Работа совершаемая газом, равна произведению среднего давления газа на изменение объема m A pV RT M
