Термодинамика.Сис-мы, параметры, функции.

Термодинамика- это наука о превращении энергии. Термодинамическая сис-ма-совокупность тел, состовляющих в макросистему.
Параметры с-мы характеризуют состояние с-мы. Делятся на: интенсивные(не зависят от массы)и экстенсивные(зависящие от массы)

Функции сост. Системы-это любой параметр имеющий опред. Значение для каждого равнов. Состояния.
Равновесная с-ма- это такая с-ма, параметры которой одинаково во всех точках с-мы и измен со временем.

Термодинамический процесс-переход из одного состояния в другое.

Релаксация- возвращение с-мы в равновесное состояние.

Круговые обратимые и необратимые реакции

О братимые- если возможно осуществить обратный переход с-мы из конечного состояния и из промеж. Сост чтобы не осталось никаких измен в окружающей среде.

Н е обратимые-нельзя провести такой процесс.

Циклический процесс- это когда с-ма пройдёт несколько стадий и возвращается в исходное состояние.

Круговой и циклический процесс- одно и тоже состояние.

В том случае, когда после завершения прямого и обратного процессов система вернулась в первоначальное состояние и в окружающей среде остались изменения, процесс является необратимым. Очевидно, что все процессы в природе необратимые.

 

Внутренняя энергия.Работа.Теплота.

Внутренняя энергия – (U)- энергия покоя.Под внутр.энергией понимают энергию теплового хаотического движения молекул. Внутр.энергия является функцией состояния системы.Обмен механической энергией характ-ся совершонной работой (А), а обмен внутренней энергией кол-вом переданного тепла Q А=p ∆V

Закон сохранения энергии в термодинамике- кол-во теплоты сообщаемой телу идёт на увеличение внутр.энергии и на совершение телом работы Q=∆U+A

Первое начало термодинамики. Работа газов в различных изопроцессах.

Закон сохранения энергии в термодинамике - количество теплоты сообщаемой телу идёт на увеличение внутренней энергии и на совершение теплом работы. Q=∆U+A. Работа газов в изопроцессах. 1) Изохорический процесс (процесс протекающий при постоянном объёме) A=p∆V,где V=const,A=0, ∆V=0. 2)Изобарический (при постоянном давлении и неизменном значении массы газа отношение объёма газа к его к его абсолютной Т остаётся постоянным)p=const. A =p∆V. 3) Изотермический процесс (При постоянной Т и неизмененном знач.массы газа,произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным) T=const, A=RTLnV2/V1=RTLnp1/p2. 4)Адиабатический.(термодинамический процесс,происходящий без теплообмена с окружающей средой) Q=0. A=-∆U=-w*∆T, w- удельная теплоемкость при постоянном V

 

Цикл Карно.Тепловая и холодильная машины.

Цикл Карно- Теорема Карно – из всехпериод.действий тепловых машин имеющих одинаковую температ.и нагреват.и холод. наибольшим КПД обладаю обратимую машину.КПД-коэфициент полезного действия.КПД= ∫ А/Q1=1- Q2/Q1. Цикл Карно – самый экономичный круговой процесс. Цикл предст.собой круговой процесс состоящий из 2-х изотерн и 2-х адиобат

Тепловая машина- периодически действующий двигатель совершаемый работу за счёт получаемого из вне тепла.Основные части тепловой машины: нагреватель, рабочее тело, холодильник. В тепловом двигателе используется прямой цикл от нагревателя к холодильнику.

Холодильная машина – периодич.действующая установка,в которой за счёт работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой. Используется обратный цикл холодильной машины от холодильника к нагревателю.

Энтропия и её свойства

Энтропия- отношение полученной или отданной теплоты в температуре при которой происходит этот процесс S= ∫d Q/T,S=const, ∆ S=0

Равенство Клаузиса (обр)Dq/T=0- для обратімых процессов

Для необратімых процессов ∆S(необр)>0

Ф =dQнеоб/T>0

При необратимых процессах в замкнутой системе энтропия всегда возрастает.

Свойства энтрапии:1.Энтрапия является функцией состояния т.к. зависит от начальных и конечных параметров системы и не зависит от пути протекания системы. 2. Энтропия определяется с точностью до произвольной постоянной. 3. Энтропия аддитивная величина.

Энтропия системы равна сумме энтропий частей(тел) входящих в эту систему.S=S1+S2+…Sn

S=ΣSi,Σ-знак суммы.

4.В теплоизолированной системе при протекании обратимого процесса интрапия не меняется

5.При постоянном V энтрапия является непрерывно возрастающей функцией внутренней энергии системы.

Энтропия выступает как мера беспорядочности, хаотичности состояния(показывает формула Вольцмана) S=KLnW,W- термод. вероятность, число микросостояний,осуществляем.данное макросостояние.

 

35. 2начало термодинамики. Свободная и связанная энергия.

1.Невозможен процесс единственным результатом которого является превращение всей теплоты получаемой от нагревателя в эквивалентную ей работу.

2.Невозможен двигатель второго рода. КПД=1.

3.Невозможен процесс единст.результатом которого является передача энергии в форму теплоты от холодного тела к горячему TdS=d Q, TdS>d S Q

Второй закон термодинамики d S≥SQ/T, Td S≥d U+ᵟA, ᵟ- бесконечно малые.

Свободная энергия- это та часть энергии, которая может быть превращена в работу

Связанная энергия – это та часть внутренней энергии, которая не может быть превращена в работу U= F+T ∆ S