С О Д Е Р Ж А Н И Е. Нулевое начало. Задачи для самостоятельной работы

Внутренняя энергия

Нулевое начало. Задачи для самостоятельной работы

Введение в термодинамику. Основные понятия.

ТЕРМОДИНАМИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

План-конспект семинарских занятий

Часть 2

Красноярск 2006

Термодинамический подход в описании макроскопических систем использует термодинамические величины, относящиеся к системе в целом – макроскопические параметры. В экспериментальных исследованиях устанавливаются связи между различными параметрами.

Уравнение, выражающее функциональную связь между макроскопическими параметрами в состоянии термодинамического равновесия, называется обобщенным уравнением состояния системы. Известными примерами уравнений такого рода являются уравнение Клапейрона-Менделеева и уравнение Ван-дер-Ваальса.

Фундамент термодинамической теории образуют четыре постулата, или принципа. В российской научной традиции их принято также называть началами термодинамики и нумеровать, начиная с нулевого. Номер однозначно кодирует содержание начала, его логическое место и функцию в системе постулатов.

Важнейшими исходными понятиями термодинамики являются внутренняя энергия системы, макроскопическая работа и теплота.

В общем случае внутренняя энергия системы U зависит от ее температуры Т и занимаемого ею объема V.

Для идеальной системы (системы без межмолекулярного взаимодействия) U зависит только от Т. Например, для идеального двухатомного газа в широком диапазоне температур молярная величина U(T)=5/2RT.

Термодинамические величины, обладающие свойствами 1), 2), 3), называются функциями состояния или термодинамическими потенциалами.

Введение в термодинамику. Основные понятия.

Нулевое начало. Задачи для самостоятельной работы ………. 3

Семинар 1. Первое начало термодинамики.

Теплоемкость. Процессы в газах ……….………… 9

Семинар 2. Циклические процессы.

Тепловые процессы и их эффективность …….…..12

Семинар 3. Второе начало термодинамики.

Энтропия ……………………………….…………...18

Семинар 4. Реальные газы ………………………………...…….23

Семинар 5. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.

Эффект Джоуля-Томсона …………….……………27

Семинар 6. Фазовые переходы первого рода.

Уравнение Клапейрона-Клаузиуса ………………31

Список литературы ……..………………………………………35

ремещении поршня на dx, равна

δA=Fdx=psdx=pdV

Положительной считается работа, совершаемая газом при расширении: dV>0, δA>0; отрицательной – совершаемая над газом внешними силами при сжатии: dV<0, δA<0.

На диаграмме – pV (рис.2) величина макроскопической работы выражается площадью под кривой, изображающей определенный процесс.

Рис.2

Величина А зависит от способа или «пути», которым перевели систему в данное состояние. Работа по замкнутому контуру не равна нулю.

Работа не является термодинамическим

потенциалом.

Количество тепла (теплота)

Теплота Q – это величина, характеризующая взаимодействие систем в форме теплообмена. Теплообмен осуществляется путем передачи внутренней энергии макросистеме от внешних тел как

мал по сравнению с удельным объемом пара; к жидкости применимо уравнение состояния Клапейрона. (Эти упрощения допустимы вдали от критической температуры, если интервал изменения температур не слишком широк.)

6.8. Кусок льда помещен в адиабатическую оболочку при температуре 0˚С и атмосферном давлении. Как изменится температура льда, если его адиабатически сжать до давления ? Какая доля льда при этом расплавится? Удельные объемы воды , льда . Теплоемкости воды и льда связаны соотношением .