Содержание
- 2. Лекция 15. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ. РАБОТА И ТЕПЛОТА 1. Внутренняя энергия. Работа и теплота.
- 3. Термодинамика - раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы
- 4. Область применения термодинамики значительно шире, чем молекулярно-кинетической теории, ибо нет таких областей физики и химии, в
- 5. Термодинамика анализирует условия и количественные соотношения превращения энергии. Термодинамика имеет дело с термодинамической системой - совокупностью
- 6. Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) — совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно
- 7. Параметры состояния системы могут изменяться. Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного
- 8. Термодинамическое равновесие существенно отличается от механического тем, что хотя параметры системы остаются неизменными, частицы, из которых
- 9. Исторически раньше сложилась термодинамика, или общая теория теплоты. Термодинамика является феноменологической наукой. Она не вводит никаких
- 10. Термодинамика возникла в XIX веке как теоретическая основа начавшей развиваться теплотехники. Её первоначальная задача – изучение
- 11. О тепловом движении можно говорить только в тех случаях, когда рассматриваемая система является макроскопической, то есть
- 12. Время перехода – время релаксации. Если равновесие установилось, то система самопроизвольно не сможет выйти из него.
- 13. 1. Внутренняя энергия. Работа и теплота Наряду с механической энергией любое тело (или система) обладает внутренней
- 14. В термодинамических процессах изменяется только кинетическая энергия движущихся молекул (тепловой энергии недостаточно, чтобы изменить строение атома,
- 15. Изменение внутренней энергии U равно разности внутренней энергии в этих состояниях, независимо от пути, по которому
- 16. Если же камень был холодный, т.е. температура камня равна температуре среды, то будет совершена только работа,
- 17. Опыт показывает, что во всех случаях превращение механической энергии в тепловую и обратно совершается всегда в
- 18. Учитывая правило знаков можно записать: U = Q – А (15.3) изменение внутренней энергии тела равно
- 19. Первое начало термодинамики Первое начало термодинамики есть закон сохранения энергии для макроскопических явлений, в которых одним
- 20. При контакте термодинамической системы с окружающей средой происходит обмен энергией. Возможны два различных способа передачи энергии
- 21. Затрачиваемая работа А может пойти на увеличение любого вида энергии, теплота Q непосредственно может пойти только
- 22. Работа, совершаемая системой при бесконечно малом изменении объема системы dV, равна δA = Fdx = (F/S)
- 23. В каждом состоянии система обладает определенным и только таким значением внутренней энергии, поэтому можно записать (15.6)
- 24. Величины δQ и δA бесконечно малы, но не являются полными дифференциалами, поскольку Q и A задаются
- 25. Из формулы (15.5) следует, что количество теплоты выражается в тех же единицах, что работа и энергия,
- 26. Если ΔU=0, то согласно первому началу термо-динамики А=Q, т.е. нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал
- 27. 2. Теплоёмкость идеального газа. Уравнение Майера Теплоёмкость тела характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагревания этого тела
- 28. Для газов удобно пользоваться молярной тепло-емкостью Сμ − количество теплоты необходимое для нагревания 1 кмоля газа
- 29. Если газ нагревать при постоянном объёме, то всё подводимое тепло идёт на нагревание газа, то есть
- 30. Итак, подводимое тепло и теплоёмкость зависят от того, каким путём осуществляется передача тепла. Следовательно Q и
- 31. В общем случае (15.13) так как U может зависеть не только от температуры. Но в случае
- 32. Для произвольной идеальной массы газа: (15.16) При изобарическом процессе кроме увеличения внутренней энергии происходит совершение работы
- 33. Подставим полученный результат в уравнение (15.18) СР = СV+R (15.19) это уравнение Майера для одного моля
- 34. 3. Теплоёмкости одноатомных и многоатомных газов Напомню, что в одном моле содержится NА = 6,02⋅1023 молекул.
- 35. Внутренняя энергия произвольного количества газа: (15.24) Её изменение: (15.25) Теплоёмкости одноатомных газов СV и СР: (15.26)
- 36. Учитывая физический смысл R для изобаричес-ких процессов можно записать: dQр = dUμ + RdT (для одного
- 37. Тогда и из этого следует, что (15.30) Кроме того Подставив в выражение для внутренней энергии: а
- 38. Теплоемкости многоатомных газов Однако опыты с азотом и кислородом и другими двухатомными газами дали А для
- 39. Положение материальной точки задаётся тремя координатами и она имеет три степени свободы. На каждую степень свободы
- 40. Итак, у двухатомных молекул пять степеней свободы (i = 5), а у трёхатомных шесть степеней свободы
- 41. 4. Закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы Итак, средняя энергия приходящаяся на одну степень
- 42. Но на среднюю кинетическую энергию молекулы, имеющей i-степеней свободы приходится (15.35) Это и есть закон Больцмана
- 43. В общем случае, для молярной массы газа (15.36) (15.37) (15.38) Для произвольного количества газов: (15.39) (15.40)
- 44. Из теории также следует, что СV не зависит от температуры (рис. 15.4).
- 45. Для одноатомных газов это выполняется в очень широких пределах, а для двухатомных газов только в интервале
- 46. Одна колебательная степень свободы несёт так как при этом есть и кинетическая и потенциальная энергия, то
- 47. 5. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеальных газов В таблице (15.1) приводятся сводные данные о
- 48. - удельная теплоемкость; - молярная теплоемкость; Ср=СV+R - уравнение Майера; - показатель адиабаты или коэффициент Пуассона.
- 51. Здесь уместно рассмотреть еще и политропный процесс – такой процесс, при котором изменяются все основные параметры
- 52. С помощью этого показателя можно легко описать любой изопроцесс: 1. Изобарный процесс р = const, n
- 53. Лекция окончена!
- 55. Скачать презентацию