Применение первого начала к изопроцессам.

А) Изотермический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре

T = const, PV = const, ∆ U = const, A = RT*ln ( )

Б) Изобарный процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении

P = const, = const, ∆ Q= ∆ U + ∆ A, A = P(V2-V1)

В) Изохорный процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме

V = const, ,

 

35. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты (Пуассона). Коэффициент Пуассона.

Адиабатический процесс - термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающим пространством. Если термодинамический процесс в общем случае являет собой три процесса — теплообмен, совершение системой (или над системой) работы и изменение её внутренней энергии, то адиабатический процесс, в силу отсутствия теплообмена ( ) системы со средой сводится только к последним двум процессам. Поэтому, первое начало термодинамики в этом случае приобретает вид

где — изменение внутренней энергии тела, — работа, совершаемая системой.

 

Адиабата Пуассона

Для идеальных газов, чью теплоёмкость можно считать постоянной, в случае квазистатического процесса адиабата имеет простейший вид и определяется уравнением^[6][15][16]

где — его объём, — показатель адиабаты, и — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду

где — абсолютная температура газа. Или к виду

Поскольку всегда больше 1, из последнего уравнения следует, что при адиабатическом сжатии (то есть при уменьшении ) газ нагревается ( возрастает), а при расширении — охлаждается, что всегда верно и для реальных газов. Нагревание при сжатии больше для того газа, у которого больше коэффициент .

Политропические процессы. Уравнение политропы.

 

Понятие энтропии. Свойства энтропии. Второе начало термодинамики.

Состояние макроскопической системы, описанное с помощью объёма, давления и температуры, внутренней энергии определяет макро-состояние системы. Рассмотрим изолированную систему, состоящую из двух тел. В такой системе будет протекать процесс теплопередачи, приводящий к выравниванию температуры. Этот процесс является необратимым. Для того, чтобы знать, какие процессы могут протекать в изолированной термодинамической системе, нужно знать вероятность различных состояний этой системы. Величина, которая служит для характеристики вероятности состояний, получила название энтропии. Эта величина является функцией состояния, аналогично внутренней энергии. Если система находится в равновесии, то макро-состояние не изменяется. Однако, частицы системы всё время перемещаются и изменяют свой импульс в результате соударения. В результате, состояние системы всё время изменяется.

Свойства энтропии:

1. Энтропия изолированной системы при протекании необратимого процесса возрастает.

2. Энтропия системы, находящейся в равновесии, максимальна.

Утверждение о том, что энтропия изолированной системы может только возрастать, носит название закона возрастания энтропии, или вторым началом термодинамики.

 

Изменение энтропии при обратимых и необратимых процессах.

Изменение энтропии в результате обратимого процесса записывается:

∆ S = , где – теплота, передаваемая системе при температуре Т.

Изменение энтропии в результате необратимого процесса записывается:

dS >

 

39. Третье начало термодинамики (теорема Нернста).

Третье начало термодинамики (теорема Нернста) — физический принцип, определяющий поведение энтропии при приближении температуры к абсолютному нулю.

Теорема Нернста утверждает, что всякий термодинамический процесс, протекающий при фиксированной температуре T в сколь угодно близкой к нулю, , не должен сопровождаться изменением энтропии S, то есть изотерма совпадает с предельной адиабатой .

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: