Презентація "Основи термодинаміки"

«Основи термодинаміки»Підготувала: Алла Макогон

Термодинáміка — розділ класичної фізики, що вивчає найбільш загальні властивості макроскопічних систем і способи передачі і перетворення енергії в таких системах. Загальна феноменологічна наука про енергію, яка досліджує різноманітні явища природи (фізичні, хімічні, біологічні, космічні і т. ін.)Термодинаміка не використовує ніяких гіпотез, тобто припущень, що вимагають подальшої дослідної перевірки. Зокрема, термодинаміка не використовує ніяких гіпотез і теорій будови речовини. Статистична фізика, навпаки, з самого початку спирається на молекулярні уявлення про будову фізичних систем, широко застосовуючи методи теорії ймовірностей.

Головною проблемою, яка стояла перед вченими і інженерами XIX і початку XX століття було створення теорії роботи теплових машин, яка дозволила б поставити на наукову основу розрахунок і проектування поршневих парових машин, парових турбін, двигунів внутрішнього згорання, холодильних машин і так далі. Основу термодинаміки як нової науки заклав французький фізик Саді Карно в опублікованому в 1824 р. трактаті «Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю силу».

Термодинаміка використовує поняття і визначення, прийняті в класичній фізиці (механіці), такі як маса, сила, об'єм, щільність, питомий об'єм, тиск. Тиск суцільних мас рідин, парів і газів, вимірюваний приладами барометричного типу, носить назву абсолютний тиск, а приладами манометричного типу — надмірний. Слід зазначити, що в рівняння термодинаміки входять лише абсолютні тиски. На практиці, для отримання абсолютного тиску, до манометричного тиску додають нормальний атмосферний тиск. Поняття, запозичені з фізики, доповнюються поняттями властивими термодинаміці. До них належать: термодинамічна система, термодинамічна рівновага, термодинамічні процеси, температура, теплота, термодинамічна робота, внутрішня енергія, тощо.

Основні поняття термодинаміки: Термодинамічна система — досліджуваний термодинамікою об'єкт — являє собою матеріальний вміст виділеної області простору (частини Всесвіту), яка обмежена реальною або умовною оболонкою від навколишнього середовища.

Термодинамічна рівновага є такий (фізичний, тепловий, хімічний, фазовий і тому подібний) стан термодинамічної системи, при якому у відсутності зовнішньої дії усі її параметри зберігають свої значення як завгодно довго. Виходячи з узагальненого людського досвіду, ізольовані системи мають властивість переходити з часом в рівноважний стан. Рівноважним процесом називається безперервна послідовність рівноважних станів, що відбувається в системі. Прикладом рівноважного процесу може служити квазістатичний (гранично уповільнений процес теплообміну між тілами, що знаходяться в тепловій рівновазі). Зворотним процесом називається процес, що в умовах ізольованої системи, тобто без зовнішньої дії допускає можливість повернення цієї системи з кінцевого стану в початковий за допомогою будь-якого іншого зворотного процесу. У зворотному процесі мають бути виключені незворотні процеси (тертя, дифузія. нерівноважний теплообмін, тощо).

Ідеальний газ з позиції молекулярно-кінетичної теорії являє собою теоретичну (математичну, фізичну) модель газу. У класичній термодинаміці під ідеальними газами маються на увазі гіпотетичні (реально не існуючі) гази, що строго підкоряються рівнянню газового стану Клапейрона. Рівняння Клапейрона:

При побудові термодинаміки приймається, що усі можливі енергетичні взаємодії між термодинамічною системою і зовнішнім середовищем зводяться до передачі роботи і теплоти. Перший спосіб передання енергії, пов'язаний зі зміною зовнішніх параметрів системи, називається роботою. Поняття механічної роботи термодинаміка запозичує з фізики (механіки). У термодинаміці, вводиться поняття оборотної або термодинамічної роботи.

Перший закон термодинаміки:«Енергія ізольованої системи зберігає постійну величину при всіх змінах, що відбуваються в цій системі, або, що те ж, енергія не виникає з нічого і не може звернутися в ніщо.»

Другий закон термодинаміки:

Джерела:

Дякую за увагу!