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

15268. Экспериментальное построение частотных характеристик типовых динамических звеньев 160.34 KB
  Лабораторная работа №9 Экспериментальное построение частотных характеристик типовых динамических звеньев Вариант 1 Цель работы. Изучение частотных характеристик типовых динамических звеньев и способов их построения. Исследуемые звенья: 1. Апериодическ...
15269. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ 2.5 MB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ Цель работы. Изучение математических моделей и исследование характеристик электромеханического объекта управления построенного на основе электродвигателя пос...
15270. Построение математической модели электромеханического объекта управления 332 KB
  Лабораторная работа №10 Построение математической модели электромеханического объекта управления по курсу Теория управления вариант 1 Цель работы: изучение математических моделей и исследование характеристик электромеханического объекта управления пост...
15271. Исследование механических характеристик АД с короткозамкнутым ротором 317.01 KB
  2 ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 Тема: Исследование механических характеристик АД с короткозамкнутым ротором Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с короткозамкнутым ротором; исследовать зависимости...
15272. Исследование механических характеристик ДПТ с независимым возбуждением в двигательном режиме 904.83 KB
  ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2 Тема: Исследование механических характеристик ДПТ с независимым возбуждением в двигательном режиме Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики ДПТ с независимым возбуждением получить иск...
15273. Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске 632.32 KB
  ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 Тема: Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным рото...
15274. ВИВЧЕННЯ ВТРАТ НА ТЕРТЯ В ПІДШИПНИКАХ КОЧЕННЯ 1.39 MB
  Наведено мету лабораторної роботи теоретичні відомості приведено обладнання прилади й інструменти порядок виконання та довідкова література. Дані методичні вказівки допоможуть студентам глибше засвоїти теоретичний матеріал курсу. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10. ВИВЧ
15275. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 180 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Цель: Научиться моделировать локальные сети используя программу для моделирования сетей Packet Tracer 3.1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Для выполнения лабораторной работы по моделированию локальной сети необходимо ...
15276. Основи програмування мовою Асемблер 183.5 KB
  Лабораторна робота № 1 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Вивчити функціональні можливості середовища емулятора Emu8086. Набути навичок зі складання та налагодження програм мовою асемблер з використанням середовища емулят...