Термодинамика Термодинамика (Волькенштейн-1990) Первое начало термодинамики 5.162 5.165 5.186 5.185 5.159 5.170 5.182 Второе начало терм

Модуль 2 Лекция 10
Термодинамика – это наука о движении теплоты.
Термодинамика – это наука о наиболее общих макроскопических физических системах, находящихся в состоянии термодинамического равновесия и о процессах перехода между этими состояниями.

Модуль 2 Лекция 10
Термодинамика ставит целью изучение свойств тел и процессов, происходящих в телах, но при этом не пользуется молекулярными представлениями.
Основывается на 3 началах, которые не выводятся, а являются обобщением практики.
В настоящее время развивается равновесная статистическая термодинамика – раздел статистической физики, посвященный обоснованию законов термодинамики равновесных процессов и вычислениям термодинамических характеристик физических систем.

Модуль 2 Лекция 10
Особенности свойств
(параметров т/д системы) P,V,T,U,S,ρ,n
Однозначно характеризуют состояние системы.
Не зависят от пути перехода.
Не зависят от предистории системы.
При круговых процессах изменение свойств равно нулю.
Характеризуются полным дифференциалом
dV, dT, dP, dU, dS, dρ, dn.

Модуль 2 Лекция 10
А>0
А<0
Q>0
Q<0
∆V>0 расширение V2>V1
∆V<0 сжатие V2
Aобр>Aнеобр
Аравн>Анеравн

Модуль 2 Лекция 10
Термодинамические процессы
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.
Для проведения интегрирования необходимо выразить давление как функцию объема P = f (v).
V
P
V1
V2
0
1
2
a
в

Модуль 2 Лекция 10
Термодинамические процессы
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.
Необратимый процесс – это процесс, который в обратном направлении самопроизвольно протекать не может.

Модуль 2 Лекция 10
Процесс обмена энергией между т/д системой и внешними телами.
А ≠0
Функционал – δА.
Изменяются внешние параметры (V).
Энергия системы изменяется за счет энергии упорядоченного движения. Необходимое условие – перемещение взаимодействующих с системой тел.
Макроскопическая форма обмена энергией.
Работа

Модуль 2 Лекция 10
Процесс обмена энергией между т/д системой и внешними телами.
Q ≠ 0.
Функционал – δQ.
Не изменяются внешние параметры (V).
Энергия системы изменяется за счет энергии неупорядоченного движения. Нет перемещения взаимодействующих с системой тел.
Микроскопическая форма обмена энергией.
Теплота (теплообмен)

Модуль 2 Лекция 10
Существуют лишь в процессе обмена энергией.
Не являются свойствами т/д системы.
На круговых процессах не равны нулю.
А ≠ 0 Q ≠ 0 δA δQ
4. Эквивалентные формы передачи энергии.
5. Неравноценные формы передачи энергии. А→Q Q→A
легко трудно (полностью невозможно)
Общее между А и Q