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

32783. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ПОСТОЯННОЙ 532 KB
  ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ На базе экспериментальных законов БойляМариотта ГейЛюссака Шарля Клапейрон установил что для разреженных газов выполняется соотношение 1 где P давление газа Па V объем газа м3 T абсолютная температура К C газовая постоянная зависящая от массы газа.=1013105 Па и T=273 К один моль любого газа занимает один и тот же объем равный =224 литра=224102 м3 поэтому для одного моля газа из соотношения 1 получаем: или 2 где величина R=831 одинакова для всех...
32784. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЁМКОСТЕЙ ДЛЯ ВОЗДУХА 256.5 KB
  Избыток давления воздуха в Рис. Пусть при состоянии 1 в баллоне объемом V масса воздуха равна m. Масса воздуха m занимала перед открытием крана К2 объем V1 где V1 V.
32785. Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда 569.5 KB
  Северодвинске Факультет: № 4 Кафедра: № 12 Лабораторная работа Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда г. Северодвинск 2007 Лабораторная работа ФМ 11 Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда 1. Цель и метод: С помощью машины Атвуда исследовать законы кинематики и научиться экспериментально определять ускорение свободного падения. Законы свободного падения тел открыл итальянский физик Галилео Галилей 1564 ― 1642.
32786. Изучение законов колебания математического и физического маятников 251.5 KB
  Определить положение центра масс физического маятника. Отклонение маятника от положения равновесия будем характеризовать углом образованным нитью с вертикалью рис. При отклонении маятника от положения равновесия возникает вращательный момент силы тяжести равный по модулю произведению силы mg на её плечо = l sin : M = mgl sin где m масса; l длина маятника. 1 Напишем для маятника уравнение динамики вращательного движения обозначив угловое...
32787. Происхождение, сущность и социальные функции науки 15.93 KB
  Наука исторически сложившаяся форма духовнопрактического освоения мира направленная на познание и преобразование объективной действительности. Понятие наука имеет несколько аспектов: 1 система знаний 2 их духовное производство 3 практическая деятельность на их основе4 социальный институт. Этот аспект подчеркивает социальную сущность науки: наука как социальный институт представляет собой систему взаимосвязей между научными коллективами организациями членами научных сообществ а также систему норм и ценностей. Наука прошла...
32788. Особенности научного познания 14.79 KB
  Особенности научного познания. Цель научного познания открытие объективных законов природы общества мышления постижение сущности изучаемых явлений. Объективность адекватное отражение действительности не зависящее от субъекта познания. Наличие методологии познания.
32789. Уровни и методы научного познания 14.54 KB
  Уровни и методы научного познания. В научном познании используются разнообразные методы. Метод греч. Учение о методах методология ее предметом является обоснование методов исследование их эффективности особенностей применения в различных областях знания.
32790. Диалектика, её исторические формы. Диалектика и метафизика 15.42 KB
  Диалектика и метафизика. диалектика это учение о всеобщих связях и закономерностях развития природы общества и мышления а также основанный на этом учении метод познания. Диалектика как теория и метод познания в своем историческом развитии прошла несколько этапов. Наивная или стихийная диалектика античности.
32791. Общее понятие о философии. Исторические основания возникновения философии. Дофилософские мировоззренческие системы и их роль в формировании философии 15.71 KB
  Философия зародилась около 25 тыс. Термин философия был введен Пифагором и дословно означал любовь к мудрости phileo любовь sophi мудрость. Философия все больше превращалась в обобщенную систему знаний о мире задачей которой являлось дать ответы на наиболее общие глубинные вопросы о природе обществе человеке. Философия это форма духовной деятельности человека форма общественного сознания направленная на осмысление коренных мировоззренческих вопросов.