Предмет, метод, основные понятия, определение термодинамики.
Взаимопревращение различных форм энергии, а также свойства веществ участвующих в этих превращениях.
Термодинамика (техн.) – превращение тепловой и механической энергии. Методы:
Статистический метод – подрузомевает построение модели вещества , перенос свойств микрочастиц на макроскопическую систему.
Термодинамический метод – не изучает структуру вещества обладает особенностями является феноменологическим, т.е рассматривает вещество, как нечто существующее. Применяется дидуктивный подход: движение от общего к частному.
Термодинамическая система – макроскопическая система состоящая из большого количества микрочастиц.
Термодинамическая система предназначена для преобразования теплоты в работу.
Газ или пар являются рабочим телом.
Реальный газ состоит из молекул конечных размеров взаимодействующих между собой.
Идеальный газ состоит из молекул с объёмом равными нулю. Нет сил притяжения, взаимоограничены соударениями.
Теплота и работа
В термодинамическом процессе между участками, телами происходит обмен энергиями.
Теплота – энергия перехода т.е. передача превращения, если переход осуществляется посредством неупорного движения микрочастиц.
Работа – энергия перехода, если переход осуществляется в результате направленного движения макротел.
Параметры состояния.
Параметр состояния – физическая величина характеризующая состояние системы.
Различают внешние и внутренние параметры. Внешние определяют положение и перемещение термодинамической системы.
Внутренние параметры определяют внутреннее состояние термодинамической системы. Внутренние параметры подразделяются на экстенсивные и интенсивные.
Величина
экстенсивного параметра зависит от
размера системы. Величина интенсивного
параметра не зависит от размера
системы.(
)
Внутренние параметры подразделяются на физические и термодинамические.
Физические – вязкость, плотность и т.д.
Термодинамические – термические и калорические.
Термические
–
Калорические – внутренняя энергия.
Основные параметры состояния абсолютная температура, абсолютное давление.
Абсолютное давление P, Па
1
Па = 1
=
= 0,987
ат. Физ. = 1, 02
ат. Тех. = 7,5
мм. Рт.ст. = 0,102
мм. Вод. Ст.
Абсолютная температура Т,К
Температура –мера нагретости числа, мера интенсивного движения микрочастиц.
Абсолютная температура пропорциональна кинетической энергии частиц.
Шкала
Цельсия:
Шкала Кельвина: T = t 273,15 K
Шкала
Ремюра:
Шкала
Фаренгейта:
Шкала
Ренкина:
= 1,8
(
t
+ 273,15)
Уравнения состояния газа:
Уравнение Клапейрона-Менделеева для идеального газа.
Уравнение Ванд-дер-Ваальса
Газовые смеси
Механическая смесь химически не взаимодействующая.
Смесь идеального газов является идеальный газ
Порцеальный объем газовой смеси – Объём, который имели бы данный компонент если бы он один находился под давление смеси и при температуре смеси
Закон Амага
Порцевальное давление компонентов газовой смеси – давление которое имел бы данный компонент если бы он один занимал весь объём смеси и находился при температуре смеси.
Закон Дальтони
Кажущаяся малярная масса смеси – осредненное значение малярных масс всех смесей
Газовые смеси задают массовыми, малярными и объемными компонентами.
Теплоёмкость физического тела – количество теплоты, которое нужно передать телу, чтобы нагреть его.
Удельная теплоёмкость – единицы количества вещества, зависимости от того, в чём измеряется количество, различают удельные теплоемкости массовую, объемную, малярную.
Величина теплоёмкости зависит от условий нагрева или охлаждения тела.
,
когда процесс идет при постоянном
давлении
,
когда процесс идёт при постоянном
объёме.
>
Всегда!
Уравнение Майера:
Средняя теплоёмкость для конечного интервала температур
Выражение Q через истинную
Выражение Q через среднюю теплоёмкость.
Теплоёмкость сложной системы:
3
1
Термодинамический процесс - процесс термодинамической системы из одного состояния в другое.
2
Процесс в течении которого значение одноименных параметров во всех точках системы в каждый момент времени одинаков.
Квазистатический процесс
Обратимый термодинамический процесс.
Характеризуется особенностями:
В прямом и обратных напряжениях система проходит одни и те же состояния в обратной последовательности.
После возвращения системы в исходное состояние в точку 1, окружающая среда также вернётся в исходное состояние, иначе процесс необратим.
Все реальные процессы неравновесны и необратимы. Чтобы действительный процесс был обратим (приближённо) надо его замедлить.