3.2Термодинамика

Термодинамика – это наука о наиболее общих макроскопических физических системах, находящихся в состоянии термодинамического равновесия и о процессах перехода между этими состояниями. Обратимый процесс (абстракция) – это такой равновесный процесс, при совершении которого системой сначала в прямом, а потом в обратном направлениях, повторяя все стадии пути, в исходное состояние возвращается как сама система, так и все внешние тела, с которыми она взаимодействовала. Необратимый процесс – это такой неравновесный процесс, при совершении которого систему нельзя вернуть в исходное состояние без изменений в окружающих телах.

dS>0 необратимый процесс dS=0 обратимый процесс

Прямой процесс – круговой процесс, протекающий по часовой стрелке.

Его работа > 0 (положительна). По такому процессу работает тепловой двигатель.

Обратный процесс – круговой процесс, протекающий против часовой стрелки.

Его работа < 0 (отрицательна).

По такому процессу работает холодильная машина.

Процесс расширения от объема V₁ до объема V₂ может происходить различным образом: например, можно при этом изолировать газ от нагревателя или, наоборот, нагревать газ и т.д. Иначе говоря, при перемещении из точки 1 в точку 2 в газе могут происходить различные процессы, даже если зафиксировано начальное и конечное состояния. В каждом процессе работа будет иметь свое значение, так как площадь под кривой процесса будет различной (кривые I, II, и III на рис.9.3). Таким образом, выполняемая газом работа зависит от процесса, который с ним происходит. Обычно (хотя это и не совсем точное выражение) говорят, что «работа газа есть функция процесса».Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин. ΔQ_A = ΔU_A + A_int

Теплоемкость- количество теплоты, которое необходимо сообщить ИГ, чтобы нагреть его на один градус. С=dQ/dT.Удельная теплоемкость С_уд-сфв, характеризующая способность тела поглощать или отдавать тепло и равная Q необходима для нагревания 1 гр вещ-ва Дж/кгК

Молярная теплоемкостьС_м-СФВ, равная Q необходимому для нагревания 1 моля вещ-ва на 1 Кельвин.

Тепловой процесс	Формула для расчета количества теплоты	Физический смысл
Нагревание и охлаждение	, где удельная теплоемкость вещества. где теплоемкость тела.	Удельная теплоемкость вещества численно равна количеству теплоты, которое поглощается или выделяется 1 данного вещества при изменении температуры на 1

7) Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам.

Количество теплоты подведенное к системе идет на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.Q=∆U+A. Qдля изопроцессов:

8) Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона(вывод). Работа на адиабатическом процессе(вывод).

А.П.-Процесс, протекающий без теплообмена с окр. Средой.dQ=0:dA=-dU. Работа газа совершается за счет убыли его внутренней энергии.Сжатие газа сопроождается его нагревом, а расширение-охлаждением, то есть изменением внутренней энергии.

 зависимостьтеплоемкости к изопроцессам, происходящим с идеальным газом.       В изотермическом процессе температура постоянная, следовательно, внутренняя энергия не меняется. Тогда уравнение первого закона термодинамики примет вид:   , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому температура не изменяется.      В изобарном процессе газ расширяется и количество теплоты, переданное газу, идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение им работы:   .     При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е. А = 0, и уравнение первого закона имеет вид   , т. е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.2. Применение первого начала термодинамики к адиабатному процессу идеального газа. Уравнение адиабатного процессаВ термодинамике выводится уравнение адиабатического процесса для идеального газа. В координатах (p, V) это уравнение имеет вид

pV^? = constЭто соотношение называют уравнением Пуассона. Здесь ? = C_p / C_V – показатель адиабаты, C_p и C_V – теплоемкости газа процессах с постоянным давлением и с постоянным объемом. Для одноатомного газа для двухатомного для многоатомного 1Необратимые процессы. Их направленность. Макро- и микросостояния.Вероятность осуществления данного макросостояния.Необратимые процессы-процессы которые протекают самопроизвольно(без вмешательства извне), протекают только в одном направлении. Направленность процесса связана с тем, что различные состояния процесса обнадеживает разность вероятностью. Система находясь в состоянии с малой вероятностью самопроизвольно переходит в состояние высшей вероятности. Макросостояния- Состояние характеризуемое небольшим числом макроскопических параметров. Одно макросостояние может быть реализовано большим числом микросостояний, за счет перестановки частиц, не меняющей наблюдаемого состояния. Микросостояние(x,y,z,р,v)-состояние системы определяемое заданием координат и импульсов всех составляющих систему частиц.

Вероятность осуществления данного макросостояния