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

42660. Преддверно-улитковый нерв, его периферический и центральный отделы. Нарушения слуха проводникового и центрального характера 15.31 KB
  Преддверно-улитковый нерв - (VIII пара черепно-мозговых нервов) нерв специальной чувствительности, отвечающий за передачу слуховых импульсов и импульсов, исходящих из вестибулярного отдела внутреннего уха.
42661. Строения и функция черпаловидных хрящей, их связь с голосообразованием, иннервация 14.77 KB
  Черпаловидные хрящи имеют приблизительно форму трехгранных пирамид, вершина которых обращена кверху, а основание лежит на «печатке» перстневидного хряща, образуя в этом месте перстне-черпаловидный сустав
42662. Звукопроводящий и звуковоспринимающий характер нарушения слуха. Их проявление на аудиограмме 14.66 KB
  Звукопроводящий аппарат состоит из органов наружного и среднего уха: ушной раковины, слухового прохода, барабанной перепонки и системы слуховых косточек.
42663. Три части полости гортани. Их строение и функции. Голосообразование 15.37 KB
  Гортань выполняет функции дыхания, звукообразования и защиты нижних дыхательных путей от попадания в них инородных частиц.Полость гортани. В полости гортани различают три отдела: преддверие, межжелудочковый отдел и подголосовую полость.
42665. Создание мультимедийной презентации 40 KB
  Разработка сценария презентации по указанной форме. Оформление презентации в Microsoft PowerPoint. Проведение презентации перед группой и комиссией из числа преподавателей кафедры.