Основы молекулярной физики

– с 17.01.2017 по 20.01.2017
2218 – с 19.01.2017 по 20.01.2017
2219 – с 16.01.2017 по 20.01.2017
2220 – с 19.01.2017 по 20.01.2017
2608 – с 19.01.2017 по 21.01.2017
2609 – с 20.01.2017 по 21.01.2017
2911 – с 16.01.2017 по 17.01.2017
2912 – с 16.01.2017 по 17.01.2017
2910 – с 16.01.2017 по 21.01.2017

19.01.2017

понятия и определения.

2. Внутренняя энергия системы.

4. Работа и теплота как формы передачи
энергии. Первое начало термодинамики.

3. Внутренняя энергия идеального газа.

Сегодня четверг, 19 января 2017 г.

взаимодействовать между с собой и с другими телами и обмениваться с ними веществом и энергией.

Термодинамика – наука о закономерностях в тепловых процессах, в которых не учитывается молекулярное взаимодействие.

В термодинамике широко используется понятие термодинамической системы.

Все тела вне указанной совокупности тел составляют внешнюю среду.

19.01.2017

через последовательность промежуточных состояний.

Процессы бывают обратимыми и необратимыми.

Обратимым называется такой процесс, при котором возможен обратный переход системы из конечного состояния в начальное через те же промежуточные состояния, чтобы в окружающих телах не произошло никаких изменений.

19.01.2017

является необратимым.

Примером необратимого процесса является расширение газа, даже идеального, в пустоту. Расширяясь, газ не совершает работы, так как не преодолевает сопротивления среды, но, для того чтобы вновь собрать все молекулы в прежний объём, т.е. привести газ в начальное состояние, необходимо затратить работу.

Все реальные процессы являются необратимыми

19.01.2017

обладает внутренней энергией. Её обозначают буквой U.

Внутренняя энергия – это сумма энергий молекулярных взаимодействий (потенциальная энергия) и энергии теплового движения молекул (кинетическая энергия).

Понятие энергии относится всегда к системе тел.

19.01.2017

силами молекулярного взаимодействия, то его внутренняя энергия представляет собой сумму кинетических энергий всех его N молекул:

- средняя кинетическая энергия
поступательного движения молекулы.

Для одноатомного газа:

Для двухатомного газа:

19.01.2017

для одного моля
идеального газа будет равна:

где - число Авогадро.

Для моля одноатомного газа:

Для моля двухатомного газа:

Для моля трёхатомного газа:

19.01.2017

3

ΔU.

Изменение внутренней энергии ΔU зависит от вида процесса, при котором она изменяется, а также от начальных и конечных значений термодинамических параметров p, V, T.

ΔU>0

ΔU<0

НАГРЕВАНИЕ ГАЗА

ОХЛАЖДЕНИЕ ГАЗА

V₁

V₁

p

p₁

p₁

p₂

p₂

V

V

0

0

V₁

V₁

p

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС (V=const, m=const.)

19.01.2017

Q

Излучение

Конвекция

Теплопроводность
над телом (ΔU<0)
самим телом (ΔU>0)

Работа и теплота – две формы передачи энергии.

19.01.2017

при любых взаимодействиях внутри этой системы.

Этот закон является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии, который гласит, что энергия не появляется и не исчезает, а только переходит из одного вида в другой.

 Невозможно возникновение или уничтожение энергии (эта формулировка говорит о невозможности возникновения энергии из ничего и уничтожения её в ничто).

19.01.2017

а над телом со стороны окружающих тел отрицательной, то первый закон термодинамики в математической форме запишется так:

Q=ΔU+A

Количество теплоты, сообщённое телу, идёт на увеличение его внутренней энергии и на совершение телом работы над внешними телами

A

Q

19.01.2017

внешними телами только за счёт уменьшения внутренней энергии ΔU или получения извне некоторого количества теплоты Q:

А=Q-ΔU

Из 1 закона термодинамики следует: вечный двигатель первого рода невозможен.

19.01.2017

внутренней энергии тела равно сумме сообщённой телу количеству теплоты и произведённой над ним работы:

где А'= - А

A'

Q

19.01.2017

теплоты Q , необходимого для повышения его температуры от значения Т₁ до значения Т₂, к разности этих температур ΔТ=Т₂ - Т₁:

Теплоёмкость тела С зависит от его природы и пропорциональна массе тела.

19.01.2017

в теплообмене участвуют несколько тел с различными массами и температурами, то для них справедливо выполнение уравнения теплового баланса:

общее количество теплоты отданное одними
телами при теплообмене;

общее количество теплоты полученное другими
телами при теплообмене.

19.01.2017