Внутренняя энергия. Нулевое начало. Задачи для самостоятельной работы

Нулевое начало. Задачи для самостоятельной работы

Введение в термодинамику. Основные понятия.

ТЕРМОДИНАМИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

ОБЩАЯ ФИЗИКА

План-конспект семинарских занятий

Часть 2

Красноярск 2006

УДК (ББК)

Авторы: Ольга Николаевна Бомбенко,

Ольга Ивановна Москвич

Общая физика. Молекулярная физика. Термодинамика: план-конспект семинарских занятий. Ч.2 /Краснояр. гос. ун-т; авторы: Бомбенко О.Н., Москвич О.И. – Красноярск, 2006. – 36 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Красноярского государственного университета

ÓКрасноярский

государственный

университет, 2006

Ó О.Н.Бомбенко,

О.И.Москвич, 2006

Термодинамический подход в описании макроскопических систем использует термодинамические величины, относящиеся к системе в целом – макроскопические параметры. В экспериментальных исследованиях устанавливаются связи между этими величинами, в то время как теория строится на некоторых общих положениях и с их помощью объясняет эти связи.

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.

не относятся к внутренней энергии

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

Внутренняя энергия – функция состояния.

Макроскопическая работа: работа, совершаемая газом

Газ, находящийся в цилиндрическом сосуде с поршнем (рис.1), действует на поршень, площадь сечения которого s, с силой давления F=ps. Бесконечно малая или элементарная

Рис.1

4

работа, совершаемая газом при перемещении 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

при непосредственном контакте с ними, так и через излучение. Теплота может как сообщаться системе, так и забираться от нее.

Теплота – это энергия в специфической форме, форме хаотического молекулярного движения.

Теплота не является функцией состояния

Дата добавления: 2015-05-09