Добавил:
Я уверяю Вас, мне можно доверить огнестрельное оружие Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
1
Добавлен:
10.10.2023
Размер:
326.24 Кб
Скачать

Раздел VI. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА.

Глава 3. Основные законы термодинамики.

1. Первое начало термодинамики.

Q U A

∆Q – тепло, сообщаемое системе.

∆U = U2-U1 - приращение внутренней энергии ∆A – работа, совершаемая системой над внешними телами.

а) Работа, совершаемая газом при изменении объема:

dA pdV

(dA = Fdl = pSdl = pdV)

V2

А12 pdV

V1

Работа при круговом процессе равна площади охватываемой кривой P(V) с точностью до знака.

При движении по часовой стрелке +, против -.

б) Внутренняя энергия идеального газа.

U

i

NkT

i

 

M

RT

N – число молекул.

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

M – масса газа.

 

 

 

 

 

 

 

µ - масса моля.

i =iпост iвращ 2iкол

в) Теплота, теплоемкость.

 

Теплоемкость тела

C

dQ

 

[

Дж

]

dT

K

 

 

 

 

dQ – теплота, сообщенная телу

 

dT – соответствующее изменение температуры.

Удельная теплоемкость

c

C

 

[

 

Дж

]

 

 

 

 

M

 

K кг

 

 

 

 

[

Дж

]

Молярная теплоемкость

C

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K моль

 

 

 

 

 

 

 

dQ cMdT C M dT CdT

В газах различают теплоемкость при постоянном объеме Сv и постоянном давлении Сp.

С

v

(

dQ

)

U

 

 

 

dU

 

i

kN

 

i

 

M

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dT

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

(

dQ

)

 

 

 

 

dU PdV

 

 

dU

p(

dV

)

 

 

C

p(

dV

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

dT

 

P

 

 

 

 

 

 

dT

 

 

 

 

 

 

dT

 

 

 

 

dT

P

 

V

dT

P

Для идеального газа V

M

 

RT

(

dV

)P

M

 

R

 

=>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

dT

 

 

 

P

 

 

 

С

P

C

V

 

M

R

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CP

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CV

 

i

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Равновесные процессы в идеальных газах.

а) Изотермический T=const

PV const

б) Изохорический V=const

 

P

const

 

PV

M

RT

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

в) Изобарный P=const

 

 

 

 

 

 

 

V

const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

г) Адиабатический ∆Q=0

 

 

 

PV const

3. Энтропия. Второе начало термодинамики.

Энтропия S kln , где - статистический вес состояния системы – число микросостояний системы, отвечающее данному макросостоянию.

Энтропия – аддитивная функция состояния системы. S=S1+S2+S3..<=( =П i)

Замкнутая система всегда стремится к равновесному состоянию. Равновесное состояние является наиболее вероятным, т. е. реализуется максимальным числом микросостояний => Второе начало термодинамики: в замкнутой системе энтропия не убывает.

dS 0

Равенство, если все процессы обратимые, больше, если необратимые.

Примеры необратимых процессов: диффузия, теплопроводимость.

4.Термодинамическое понятие энтропии. Исторические формулировки II начала термодинамики.

dS ( Q)обрат Формула применима только для обратимых

T

процессов.

Q - тепло, сообщаемое системе. Т – температура системы.

В случае идеального газа:

dS

Q

 

dU pdV

C

 

 

dT

 

 

M

R

dV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

T

 

 

 

 

V T

 

 

 

 

 

V

2

Q

 

 

T

 

 

M

 

 

 

V

2

 

 

 

 

 

S

 

 

CV ln

2

 

 

 

Rln

 

 

 

 

 

 

 

T

T

 

 

 

V

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Исторические формулировки II начала термодинамики:

1.Невозможен процесс, единственным результатом которого является передача тепла от холодного тела к горячему.

2.Невозможен процесс, единственным результатом которого является совершение работы за счет охлаждения тела.

Доказывается, что термодинамическое определение энтропии и исторические формулировки II начала термодинамики эквивалентны статистическим.

Вопросы:

1.Первое начало термодинамики.

2.Что такое теплоемкость тела, удельная теплоемкость тела, молярная теплоемкость?

3.Что такое CP и СV в газах, их связь для идеального газа.

4.Что такое энтропия, статистическая и термодинамическая формулировки.

5.Второе начало термодинамики, статистическая и исторические формулировки.

Соседние файлы в папке Статистическая физика