23127

Основні закони термодинаміки. Статистичне визначення ентропії

Доклад

Физика

0Начало термодинаміки . 0Начало вводить скалярну величину T для характеристики рівноважн. 1Начало термодинаміки . 1Начало вимірюється в енергетичн.

Украинкский

2013-08-04

181.5 KB

1 чел.

10. Основні закони термодинаміки. Статистичне визначення ентропії .

Термодинаміка – вивчає макроскопічні системи {які складаються з вел. кільк. частинок }.

Замкнута система – ізольована від дії зовн. сил {замкн. сист. завжди можна розбити на підсистеми , які слабко взаємодіють між собою}

Тіло в термодинаміці – мікроскоп. система, обмежена певним обємом.

Рівноважний – стан макроскоп. системи, в якому відсутні потоки (маси, заряду, енергії,…) між її підсистемами .

Зворотній процес – достатньо повільн. для того, щоб стан  тіла в момент часу можна було вважати рівноважним.  

Характеристики зворотн. процесу: теплоємність , робота над тілом .

0-Начало термодинаміки .

Замкнута система після деякого дост. великого проміжку часу завжди переходить в стан рівноваги, з якого без зовн. дії вийти не може.

0-Начало вводить скалярну величину T для характеристики рівноважн. станів.

T-температура:   транзитивність.

1-Начало термодинаміки .

Поглинута тілом кільк. теплоти  разом з роботою , виконаною над тілом  - міра зміни вн. енергії :   виражає закон збер. енергії в термод. системах .

- адитивна величина, яка є калор. функцією стану системи.

1-Начало   - вимірюється в енергетичн. одиницях .  1-НачалоНе можливо створ. вічного двигуна 1 роду (пристр., здатного викон. роботу без поглин. тепл. енергії із зовні )

2-Начало термодинаміки .

Крім  термод. система характериз. ще одною адит. функцією стану – ентропією S.

Для зворотн. (рівноважн.) процесу : (*)2-начало для рівнов. термодинаміки  

Тут T – абс. Температура ().  

(*)шлях експерим. побудови абс. шкали температур: T: - не залеж. від шляху

іноді твердж. про можливість побудови  2- начало термод. для зворотн. процесів.

 Нерівноважна термодинаміка: Адитивність ентропії  S – як сума ентропій підсистем, достатньо малих   рівноважн.

 2-Начало термод. для нерівноважн. систем характериз. Нерівність Клаузіуса:  .

2-Начало  незворотн. термодин. процесів: // При взаємодії 2 тіл теплота переходить від більш нагрітого , обернений перехід можливий при виконанні над тілом роботи {холодильні машини}.

Альтернативне формулювання 2 – Начала Термодинаміки:

Не можливо створити вічн. Двигун 2-рода {пристрій, що повністю перетворює теплову енергію тіла в роботу}.

Кількісна х.-ка незворотн. термодин. процесів :Ентропія замкн. системи не спадає з часом.

1, 2 Начала , де останній доданок виражає початкову залежність від екстенс. параметрів.

Адіабата :    макс. КПД при циклі зворотн. процесі {цикл Карно : 2 адіабати+ 2 ізотерми}.

3-Начало термодинаміки .

3 Начало описує поведінку термод. систем поблизу 0 абс. температури :

Ентропія рівноважн. системи : , при .

Математ. запис :  , де y  термод. параметр.

2+3 начала (рівноважн. процес)   однозначне визн. ентропії,

де - теплоємність.

Наслідки з 3-Начала:

1) Для процесу теплоємн.  при , що є необхідним для збіжності інтеграла {інакше в інтегралі  має місце логарифм. розбіжність}.

2)Ідеальний газ : при  для ідеальн. газу порушується закон .

Ід. газ:   , при  

Отже околі рівн. Мендєлєєва-Клапейрона для ід. газу в не діє (3 Начало) , крім того :   Виродження ідеальн. газу поблизу

3)  , де- ізобар. Коефіцієнт тепл. Розширення

 , де  - термічн. коефіцієнт тиску

 // можна показати із співвідношень Максвела//

 

Квантова статистика показує , що 3-Начало термодинаміки є макроскопічним проявом квантових властивостей реальн. систем при низьких температурах.

Статистичне визначення ентропії .

Статистичне визн. ентропії -> принцип Больцмана :  , де - статистична  вага макроскопічного стану.

Клас. статист. фізика: Wкількість мікростанів в енерг. проміжку ():

, межа інтегрування:

Квантова. стат. фізика: - кількість квант. рівнів на енерг. інтервалі ()

а) Система 2-х підсистем

б) Найменша ст. вага W=1 (відповідає T=0)  S=0 (відповідає 3 началу термодинаміки).  

  

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76404. Интегральные критерии качества 1.7 MB
  Интегральный критерий дает обобщенную оценку качество переходного процесса одну из достоинств интегральных критериев в том что для их определения не обязательно строить график переходного процесса что иногда является затруднительным. Этот критерий служит для оценки качества не колебательных процессов графически он представляет собой площадь заключенного между графиками переходного процесса и осью времени. Очевидно что этот критерий будет тем больше чем динамическая ошибка и чем больше длительность динамического процесса. Особый интерес...
76405. Точность систем автоматического управления. Коэффициенты ошибок 62.67 KB
  Одним из основных требований, предъявляемых к САУявляется точность воспроизведения задающего воздействия, которая определяется формой установившегося процессауправления (увын.(t)). При этом установившаяся ошибкасистемы будет
76406. Теория автоматического управления (ТАУ), Фундаментальные принципы управления 67.76 KB
  Общие понятия Теория автоматического управления ТАУ появилась во второй половине 19 века сначала как теория регулирования. Это дало начало научным исследованиям в области управления техническими объектами. Поэтому прежнее название Теория автоматического регулирования заменено на более широкое...
76407. Чувствительность систем автоматического управления 79.78 KB
  Для числовой оценки чувствительности используют функции чувствительности определяемые как частные производные от координат системы или показателей качества процессов управления по вариациям параметров: где координаты системы; параметр системы.93 можно записать Следовательно располагая функциями чувствительности и задаваясь вариациями параметров можно определить первое приближение для дополнительного движения.99 называются уравнениями чувствительности. Решение их дает функции чувствительности.
76409. Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ) 54.81 KB
  Для практических целей удобнее пользоваться десятичными логарифмами и строить отдельно логарифмическую амплитудную частотную характеристику (ЛАХ) и логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФХ).
76410. Построение переходной функции по ВЧХ замкнутой системы 297.32 KB
  Характеристику построенную в натуральном масштабе по оси частот аппроксимируем стандартными характеристиками :тогда очевидно чтогде616В настоящее время чаще всего используют в качестве стандартных характеристик трапеции рис. 68 при этом интеграл 616 может быть вычислен в видеРис 68617где параметр трапеции характеризующий ее форму см. рис. Рассмотрим построение переходной функции САР если ее ВЧХ имеет вид показанный на рис.
76411. Определение величины перерегулирования по ВЧХ 17.81 KB
  Приближенное значение величины перерегулирования можно определить по виду графиков ВЧХ -если ВЧХ монотонно убывающая, то = О, -если ВЧХ не возрастающая, то максимальное значение перерегулирования если ВЧХ возрастающая, то максимальное значение перерегулирования ...
76412. Алгоритм построения логарифмической амплитудной характеристики последовательного соединения типовых звеньев 59.87 KB
  Построение асимптотической ЛАХ последовательного соединения типовых звеньев сводится к суммированию на графике отрезков прямых линий с наклонами кратными 20 дБ дек. Используем более эффективный способ построения ЛАХ последовательного соединения звеньев который не требует построения ЛАХ отдельно каждого звена и последующего суммирования этих ЛАХ. Очевидно что результирующая ЛАХ от такого перераспределения параметров должна остаться без изменений. Построим ЛАХ звеньевсомножителей из 4.