Первое начало термодинамики. Работа, совершаемая телом при изменении объема

29-30

Ораторские навыки при выступлении на PR-мероприятии.

Речь имеет огромный потенциал положительного и отрицательного воздействия. У слова как вида оружия есть только два недостатка: оно не всегда действует быстро, и оно сложно в применении. Оратор -- это лидер, влияющий на более или менее широкий круг людей через воздействие на них словом. С ролью оратора надо сживаться. Она предполагает некоторую перестройку психики, а также изменения в манерах и образе жизни. Чтобы ораторские навыки развивались, надо произносить сложную речь перед слушателями (или вести сложную беседу) хотя бы два раза в неделю.

Остальное – выдумывать

[1] Ольшевский А. С Антикризисный PR и консалтинг Издательство: ПИТЕР 1-е издание, 2003.

Первый закон термодинамики: Количество теплоты Q, сообщенное термодинамической системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой механической работы А.

Работа в термодинамике: находящийся в сосуде газ оказывает на поршень площадью S давление p=F/S, под действием которого поршень перемещается на расстояние l, изменяя объём газа на и совершая работу или

-Изотермический процесс (T=const). Изотермический процесс описывается законом Бойля - Мариотта: PV=const.

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу, расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температур, при которой происходил процесс.

Работа изотермического расширения газа:.

- Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа при расширении объема от V₁ до V₂ равна.

- Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т.е

Процесс называют обратимым, если он протекает таким образом, что после окончания процесса он может быть проведен в обратном направлении через все те же промежуточные состояния, что и прямой процесс. После проведения кругового обратимого процесса никаких изменений в среде, окружающей систему, не произойдет. При этом под средой понимается совокупность всех не входящих в систему тел, с которыми система непосредственно взаимодействует.

Процесс называется необратимым, если он протекает так, что после его окончания систему нельзя вернуть в начальное состояние через прежние промежуточные состояния. Нельзя осуществить необратимый круговой процесс, чтобы нигде в окружающей среде не осталось никаких изменений.

Круговым процессом, или циклом, называется процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.

Любой тепловая машина состоит из 3-х основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника.

Рабочее тело должно обратимо отнять тепло Q1 от нагревателя Т1 и обратимо отдать часть тепла Q2 холодильнику Т2, а разность (Q1 - Q2) передать в виде механической работы поршню. Само тело должно вернуться в исходное состояние, то есть совершить замкнутый цикл.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю.

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:

• Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» ^[1] (такой процесс называется процессом Клаузиуса).

• Постулат Томсона (Кельвина): «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

1. Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A>Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается.

2. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б>В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В>Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX.

4. Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г>А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

КПД цикла Карно:

Отсюда видно, что КПД цикла Карно с идеальным газом зависит только от температуры награвателя (Tн) и холодильника (Тх).

Из уравнения следуют выводы:

1. Для повышения КПД тепловой машины нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника;

2. КПД тепловой машины всегда меньше 1.

Цикл Карно обратим, так как все его составные части являются равновесными процессами.

Неравенство карно Приведённая теплота произвольного неравновесного и необра- тимого кругового процесса меньше или равна нулю нера-венство Клаузиуса в общем виде.

Если процесс равновесный и, следовательно, обратимый, то имеет

Энтропия — мера рассеяния энергии.

Свойства энтропии:

энтропия является аддитивной величиной;

энтропия - есть функция состояния макросистемы;

энтропия изолированной системы при протекании необратимых процессов возрастает;

энтропия макросистемы, находящейся в равновесном состоянии, максимальна. ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА УРАВНЕНИЕ - уравнение состояния реального газа. Предложено И. Д. Ван-дер-Ваальсом (J. D. van der Waals) в 1873. Для газа, содержащего N молекул, 40? Электрические заряды взаимодействуют между собой, т.е. одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные при­тягиваются. Силы взаимодействия электрических зарядов определяются законом Кулона и направлены по прямой линии, соединяю­щей точки, в которых сосредоточены заряды. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количеств электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды:

где F— сила взаимодействия зарядов, н (ньютон^[2]),

q₁, q₂, — количество электричества каждого заряда, к (кулон^[3]),

r— расстояние между зарядами, м,

e_a— абсолютная диэлектрическая проницаемость среды (ма­териала); эта величина характеризует электрические свой­ства той среды, в которой находятся взаимодействующие заряды.

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный^[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда :

.

Итак, на примерах мы показали, что, если силовые линии однородного электрического поля напряженностью пронизывают некоторую площадку S, то поток вектора напряженности (раньше мы называли число силовых линий через площадку) будет определяться формулой:

где E_n – произведение вектора на нормаль к данной площадке (рис. 2.5).

Теорема Остроградского–Гаусса формулируется следующим образом. Поток вектора через любую замкнутую поверхность пропорционален суммарному заряду, расположенному внутри этой поверхности.

Работа перемещения заряда. На положительный точечный заряд q в электрическом поле с напряжённостью E действует сила
F = q E. При перемещении заряда на отрезке d l силами поля совершается работа

d A = F d l =q E d l cos (E, d l ).

При перемещении заряда q силами электрического поля на произвольном конечном отрезке из точки 1 в точку 2 эта работа равна

.

Рассмотрим перемещение точечного заряда q в поле точечного заряда Q, напряженность поля которого

.

Проекция отрезка d l на направление вектора E (рис. 1.5) есть d r = d l cos (E, d l).

Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда q из точки 1 в точку 2, определяется следующим образом:

Отсюда следует, что работа сил электрического поля не зависит от формы пути, а определяется только начальным и конечным положениями заряда q. Если оба заряда, q и Q, положительны, то работа сил поля положительна при удалении зарядов и отрицательна при их взаимном сближении.

Для электрического поля, созданного системой зарядов Q ₁, Q ₂,¼, Q_n, работа перемещения заряда q равна алгебраической сумме работ составляющих сил:

.

Таким же образом, как и каждая из составляющих работ, суммарная работа зависит только от начального и конечного положений заряда q.

Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении единичногоположительного заряда по замкнутому контуру длиной l, определяется как циркуляция вектора напряженности электрического поля:

Так как для замкнутого пути положения начальной и конечной точек перемещения заряда совпадают, то работа сил электрического поля на замкнутом пути равна нулю, а значит, равна нулю и циркуляция вектора напряженности, т.е.

.

Равенство нулю означает, что силы электрического поля являются силами консервативными, а само поле - потенциальным

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду:

Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью.

Дата добавления: 2015-04-23