- •Вопросы
- •11. Второе начало термодинамики
- •Вопросы к коллоквиуму № 2 для студентов 1-го курса
- •1. Термодинамическая система (тс)
- •2. Термодинамические процессы (определение тс, Уравнение состояния, термодинамический процесс, равновесный термодинамический процесс, изопроцесс)
- •3 . Уравнение состояния идеального газа – ур-е Менделеева-Клапейрона для идеального газа.
- •4. Теплота и работа, внутренняя энергия.
- •1 0. Второе начало термодинамики – прямой цикл (цикл Карно, вечный двигатель 2-го рода, схема тепловой машины)
- •1 1. Второе начало термодинамики – обратный цикл (холодильная машина, тепловой насос)
- •13. Распределение Максвелла (функция распределения частиц по скоростям, вычисление средних значений, среднее значение относительной скорости, среднее значение кинетической энергии)
- •14. Распределение энергии по степеням свободы
- •20. Фермионы и бозоны: распределение Ферми-Дирака для фермионов.
- •Доказательства ко 2 коллоквиуму:
- •7. Уравнение Майера –
- •8. Адиабатический процесс
- •9. Теплота и работа при изопроцессах
3 . Уравнение состояния идеального газа – ур-е Менделеева-Клапейрона для идеального газа.
Идеальный газ – ТС, состоящая из очень большого количества материальных точек, которые взаимодействуют м/у собой только механически. P,V,T – ТП, давление, объём и абсолютная температура и. газа m, M - масса и молярная масса и. газа R – универсальная газовая постоянная.
4. Теплота и работа, внутренняя энергия.
Кол-во тепла – общее кол-во энергии, переданной ТС внешними телами при теплообмене.
Р абота, совершённая над системой – кол-во энергии, переданное ТС внешними телами за счёт их силового взаимодействия на ТС.
Работа расширения – работа, которую система производит против внешних сил, при РТПр.
Внутренняя энергия ТС – сумма кинетических энергий всех его молекул, зависящая только от термодинамического состояния ТС.
5. Первое начало термодинамики (тепловая машина, вечный двигатель 1-го рода)
Тепловая машина – ТС (периодически повторяющая круговой процесс), задачей которой является совершение работы над внешними телами за счёт количества тепла Qo, подведенного к системе в течении каждого кругового процесса.
Вечный двигатель 1-го рода – тепловая машина, совершающая работу над внешними телами за цикл большую, чем количество тепла, подведенное к системе. НЕВОЗМОЖЕН.
6 . Теплоемкость (теплоемкость при постоянном давлении, теплоемкость при постоянном объеме)
Теплоёмкость ТС -
У дельная т-ть -
Молярная т-ть -
П ервое начало ТМ с молярной т-тью -
Т-ть при постоянном давлении –
Т-ть при постоянном объёме –
7. Уравнение Майера
Хотим связать теплоёмкости при постоянном давлении и постоянном объёме. Их разность даёт универсальную газовую постоянную R.
8. Адиабатический процесс
РТПр, протекающий постоянном количестве тепла. Q=const.
П ервое начало ТМ для него –
Уравнение адиабатического процесса –
9. Теплота и работа при изопроцессах (изотермический, изохорический, изобарический, адиабатический)
Работа Теплота Вн. Энергия Теплоёмкость Изотермический (T=const)
Изохорический (V=const)
Р абота
Изобарический (Р=const)
А диабатический (Q=const)
1 0. Второе начало термодинамики – прямой цикл (цикл Карно, вечный двигатель 2-го рода, схема тепловой машины)
П рямой цикл – если работа за цикл больше 0
Ц икл Карно – круговой процесс, состоящий из 2 изотерм и 2 адиабат Изот-й процесс идеален для теплообмена Адиаб-й процесс идеален для изменения вн. энергии рабочего тела.
Идеальная ТмП –
1 1. Второе начало термодинамики – обратный цикл (холодильная машина, тепловой насос)
Обратный цикл – если работа за цикл меньше 0
И деальная тепловая машина, работающая по обратному циклу (ТмО) – тепловая м., рабочее тело которой совершает круговой процесс, описываемый обратным циклом Карно.
Холодильная машина – м., задача которой – передача тепла Q2 от холодного тела за счёт работы А вн. сил над ней.
Тепловой насос – м., задача которой передача тепла Q1 к горячему телу за счёт работы А вн. сил над ней.
12. Третье начало термодинамики (вечный двигатель 3-го рода, принцип Нернста +формулировка Планка)
Вечный двигатель 3-го рода – тепловая машина, температура холодильника которой Т2 = 0 К
Принцип Нернста – при любом изотермическом процессе, при Т очень близкой к 0, изменение энтропии строго равно 0 и при приближении к абс. нулю забирать тепло у ТС забирать сложнее
Формулировка Планка – при температуре абсолютного нуля, энтропия любой ТС равна 0 (S=0)