Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РАЗДЕЛ 5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
ГЛАВА 1. Молекулярно-тепловое движение и первое начало термодинамики
1.1 Внутренняя энергия, работа и теплота в термодинамике.
Определение: внутренняя энергия термодинамической системы называется энергия, включающая в себя энергию всевозможных видов движения и взаимодействия всех частиц (молекул, атомов...) образующих ТДС.
Внутренняя энергия системы , находящихся в газообразном состоянии:
Энергия движения и взаимодействие нуклонов в атомных ядрах.
ί=3 одноатомная молекула
x,y,z,θ,φ
ί=5 двухатомная молекула
(поступательное+ вращательное+
колебательное)
Независимо от числа степеней свободы молекул, 3 степени свободы- поступают и на каждую из этих степеней свободы приходится средняя кинетическая энергия . В классической статистической физике выводится закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул. Для статистической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы молекул приходится энергия , а на каждую колебательную степень свободы приходится кинетическая энергия, равная .
Внутренняя энергия выражается:
- степень свободы для 1 моля
для газа массы m.
Определение: энергия, передаваемая рассматриваемой термодинамической системы внешними телами называется работой, совершаемой над системой. Энергия, передаваемая системе внешними телами путём теплообмена называется тепловой.
Работа и теплота, в отличие от внутренней энергии характеризует не состоянием системы, а процессы происходящие внутри системы, следовательно, работа и теплота не являются функциями состояния, а величины ,не являются полными дифференциалами.
1.2 Первое начало термодинамики.
Теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение её внутренней энергии и на совершение работы системой над внешними телами.
Если система периодически возвращается в первоначальное состояние, то изменение внутренней энергии равно нулю. A=Q.
Вечный двигатель первого рода - периодически действующий двигатель, который совершал бы большую работу, чем сообщает ему из вне энергию невозможен.
1.3 Работа расширения газа.
1.4 Теплоёмкость вещества.
Удельная теплоёмкость вещества – величина, равная количеству теплоты, которой необходимо для нагревания 1кг вещества на 1к.
Молярная теплоёмкость – величена численно равная количеству теплоты для поднятия температуры 1моля вещества на 1к.
Первое начало термодинамики, записанное для 1моля газа имеет вид:
Если газ нагревают при постоянном объеме, то работа dA=Q и теплота идёт только на изменение внутренней энергии:
Если газ нагревают при постоянном давлении,то:
1.5 Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.
для 1 моля
dA=pdV
Из полученного соотношения следует физический смысл универсальная газовая постоянная R, т.е. если разность температур , равна 1 К, то для 1 моля газа R равна работе А при изобарном процессе
T=const, m=const
1.6 Адиабатный процесс.
- процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой
175