Первое начало термодинамики. Работа газа при изобарном расшире­нии. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Изобарное расширение – процесс при постоянном давлении, работа в этом процессе равна A=PdV

Термодинамический процесс- совокупность изменений термодинамической системы при ее переходе из одного равновесного состояния в другое.

Теплоемкость многоатомных газов. Обратимые и необратимые тепло­вые процессы. Тепловые и холодильные машины и их коэффициенты полез­ного действия (кпд).

Теплоемкость многоатомных газов:

Удельная теплоемкость вещества – величина равная количеству теплоты необходимого для нагрева 1кг вещества на 1К

Молярная теплоемкость - величина равная количеству теплоты необходимого для нагрева 1 моля вещества на 1К

Теплоемкость газа при постоянном объеме равна произведению степеней свободы на газовую постоянную и делить на двушку

Теплоемкость газа при постоянном давлении равна произведению степеней свободы +2 на газовую постоянную и делить на двоечку

Обратимый процесс – цикл состоящий из равновесных обратимых процессов, если один из этих циклов необратим, то и цикл будет являться необратимым

Для обратимых процессов в которых начальное и конечное состояния совпадают изменение внутренней энергии равно нулю.

КПД – отношение кол-ва теплоты превращенной в полезную работу за 1 цикл ко всей теплоте подведенной к рабочему телу. Степень совершенствования холодильного цикла определятся величиной холодильного коэффициента равному отношению температуры холодильника к работе.

Цикл Карно. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование энтропии.

Цикл Карно был впервые рассмотрен в 1824 году ученым Сади Карно. Цикл осуществляется след образом 1)в точке 1 параметры PVT соответствуют параметрам теплоотдачика 2)1-2 происходит подвод к рабочему телу теплоты q по изотермам то есть осуществляется расширение газа до 2 с совершением работы

3)от 2 тело с t=T1 расширяется по адиабате 2-3 до t теплоприемника T2

4)от 3 в процессе 3-4 осуществляется сжатие раб. Тела по изотерме с одновременным отводом теплоты q2

5)4-1 процесс адиабатного сжатия когда тело возвращается в исходное состояние

Энтропия – функция состояния газа которая является экстенсивным параметром (зависит от массы в-ва) и изменяется в зависимости от параметров крайних точек состояния тела. Величина Энтропии не зависит от вида пути который проходит система в ходе термодинамического процесса.

Более глубокий смысл энтропии показывается в статистической физике: энтропия связывается с термодинамической вероятностью состояния системы. Термодинамическая вероятность W состояния системы — это число способов, с помощью которых может быть реализовано данное состояние макроскопической системы

Явления переноса в газах. Длина свободного пробега. Вакуум. Диффу­зия и теплопроводность. Коэффициент диффузии и теплопроводности. Диф­фузия в газах и твердых телах. Вязкость. Коэффициенты вязкости газов и жидкостей. Динамическая и кинематическая вязкости.

Явление переноса – необратимые процессы в термодинамически неравновесных системах, в которых происходит пространственный перенос энергии (теплопроводность), массы (диффузия), импульса (внутреннее трение)

Длина свободного пробега молекулы — это среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего. (лямбда=1/(sqrt2*sigma*n)

Вакуум – состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега сравнима или большого характерного линейного размера сосуда в котором газ находится

Диффузия - процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму

Теплопроводность – величина, показывающая, какое количество теплоты передается за еденицу времени сквозь единичную площадь стенки единичной толщины при разности температур между поверхностями стенки, равной одному кельвину.

Коэффициент диффузии - количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества, проходящего в единицу времени через участок единичной площади при градиенте концентрации, равном единице. Коэффициент диффузии определяется свойствами среды и типом диффундирующих частиц

Коэффициент теплопроводности - величина, характеризующая теплопроводящие свойства материала и определяемая плотностью теплового потока при единичной разности температур между поверхностями слоя материала единичной толщины.

Вязкость – внутреннее трение, свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Динамическая (абсолютная) вязкость µ – сила, действующая на единичную площадь плоской поверхности, которая перемещается с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся от первой на единичном расстоянии.

Кинематическая вязкость – величина, равная отношению динамического коэффициента вязкости к плотности вещества.

Электрическое поле в вакууме. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпо­зиции полей. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса в интегральной форме.

В природе два электронных заряда + и -. Опытным путем было доказано, что электрический заряд дискретен то есть заряд любого тела – целое кратное от элементарного электрического заряда. Электрон и протон являются носителями элементарных зарядов. Алгебраическая сумма зарядов любой замкнутой системы, остается постоянной какие процессы не происходили бы в системе

Электрический заряд – величина релятивистски инвариантна то есть не зависит от СО, а значит не зависит от того, движется заряд или покоится.

Закон Кулона – сила взаимодействия между зарядами в вакууме пропорциональна зарядам q1 и q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

Электростатическое поле – если в пространство окруженном электростатическим полем внести заряд то на него действует сила Кулона а значит в пространстве окруже электрического заряда существует силовое поле

Электрическое поле созданное неподвижным электрическим зарядом – электростатическое

Напряженность электростатического поля – физическая величина определяемая силой действующей на пробный единичный положительный заряд помещенный в эту точку поля.

Принцип суперпозиции полей согласно которому сложный процесс взаимодействия между определённым числом объектов можно представить в виде суммы взаимодействий между отдельными объектами. Принцип суперпозиции применим лишь к тем системам которые описываются линейными уравнениями.

Число линий напряженности пронизывающих элементарную площадку dS, нормаль к которой образует угол с вектором напряженности равно EdScos(x)=E_ndS, тогда величина dФ= E_ndS называется потоком вектора напряженности через элементарную площадку dS

Теорема Остроградского-Гаусса полный поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность произвольной формы численно равен алгебраической сумме электрических зарядов, охватываемых этой поверхностью деленый на е₀