Разделы презентаций


ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА презентация, доклад

Содержание

Литература:Глаголев К.В., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 368 с./Под ред. Л.К.Мартинсона, А.Н.Морозова.Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы. – М.: Лаборатория Базовых Знаний,

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Лекции Веретимус Н.К. и Веретимус Д.К.

ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА  Лекции Веретимус Н.К. и Веретимус Д.К.

Слайд 2Литература:
Глаголев К.В., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. – М.:

Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 368 с./Под ред. Л.К.Мартинсона,

А.Н.Морозова.

Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том II. Термодинамика и молекулярная физика. — М.: Наука, 1975—1990.

Литература:Глаголев К.В., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 368

Слайд 3Лекция № 10
МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ ТЕЛ

Лекция № 10МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ  О СТРОЕНИИ ТЕЛ

Слайд 4Статистический и термодинамический методы описания макроскопических тел
Объектом изучения являются

системы, состоящие из очень большого числа частиц, например, газ. Как

правило, это макросистемы, состоящие из микрочастиц.

Макросистема – система, имеющая массу, сравнимую с массой окружающих нас предметов и тел.

Микрочастица – частица, масса которой сравнима с массой атомов.

Статистический и термодинамический методы описания  макроскопических тел 	Объектом изучения являются системы, состоящие из очень большого числа

Слайд 5 Методы описания макросистем основаны на применении законов классической механики (затруднительно

из-за большого числа взаимодействующих частиц – требуется составление и решение

большого числа Д.У., описывающих движение каждой микрочастицы; необходимо точно знать характер взаимодействия частиц, их начальные координаты и скорости и т.д.), статистической физики и начал термодинамики.
Методы описания макросистем основаны на применении законов классической механики (затруднительно из-за большого числа взаимодействующих частиц – требуется

Слайд 6 Статистический метод описания основывается на применении законов теории вероятностей, а

в качестве основной применяемой величины выступает функция распределения.
При этом

не требуется знания характера соударения микрочастиц, их начальных условий движения и точного решения уравнений динамики для всех микрочастиц.

Молекулярная (статистическая) физика изучает те свойства вещества, которые обусловлены его молекулярным строением.

Статистический метод описания основывается на применении законов теории вероятностей, а в качестве основной применяемой величины выступает функция

Слайд 7Использует статистический метод, интересуясь движением не отдельных молекул, а лишь

такими средними величинами, которые характеризуют движение совокупности молекул.
Основные положения


1. Все тела состоят из молекул.

2. Все молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

3. Между молекулами существуют силы притяжения и отталкивания.

Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая все его химические свойства.

Использует статистический метод, интересуясь движением не отдельных молекул, а лишь такими средними величинами, которые характеризуют движение совокупности

Слайд 8 Термодинамический метод – наиболее общий метод описания макросистем, независимо от

конкретной физической природы их микрочастиц.
Термодинамический метод заключается в описании

поведения систем с помощью основных постулатов (законов), которые называются началами термодинамики (3 начала термодинамики).
Термодинамический метод – наиболее общий метод описания макросистем, независимо от конкретной физической природы их микрочастиц. 	Термодинамический метод

Слайд 9 Термодинамика – постулативная наука. Ее не интересуют конкретные представления о

строении системы (вещества) и физическая природа самой теплоты. При таком

подходе используют понятия и физические величины, относящиеся к системе в целом. Например, идеальный газ в состоянии равновесия характеризуют объемом V, давлением p и температурой T.

(паскаль),

(кельвин).

Термодинамика – постулативная наука. Ее не интересуют конкретные представления о строении системы (вещества) и физическая природа самой

Слайд 10 Термодинамика – раздел физики, исследующий превращение некоторых видов энергии.
Подразделяют

равновесную термодинамику и неравновесную термодинамику или термодинамику необратимых процессов.
Термодинамическая

система – тело или несколько тел. Между ними или другими телами происходит перетекание энергии и вещества. Для описания изменений такой системы тел кроме законов механики требуется применение законов термодинамики.
Термодинамика – раздел физики, исследующий превращение некоторых видов энергии. Подразделяют равновесную термодинамику и неравновесную термодинамику или термодинамику

Слайд 11Изолированная система – нет перетекания энергии (вещества) через стенки системы.


Замкнутая термодинамическая система – нет обмена энергией с внешней средой

путем совершения работы.

Адиабатная термодинамическая система (адиабатически изолированная система) – система, которая не обменивается теплом с термодинамическими телами.

Изолированная система – нет перетекания энергии (вещества) через стенки системы. 	Замкнутая термодинамическая система – нет обмена энергией

Слайд 12 Состояние макросистемы характеризуют термодинамическими параметрами (наиболее распространенные термодинамические параметры –

давление p, объем V, абсолютная температура T, концентрация n, плотность

ρ и др.)

В большинстве термодинамических задач трех параметров достаточно для описания состояния термодинамической системы.

Состояние макросистемы характеризуют термодинамическими параметрами (наиболее распространенные термодинамические параметры – давление p, объем V, абсолютная температура T,

Слайд 13 Равновесное или состояние термодинамического равновесия термодинамической системы – если при

сохранении внешних условий параметры состояния являются установившимися и не изменяются

во времени, а также отсутствуют всякие потоки (энергии, вещества, импульса, частиц и т.д.).

Мы рассматриваем такие равновесные системы.

Равновесное или состояние термодинамического равновесия термодинамической системы – если при сохранении внешних условий параметры состояния являются установившимися

Слайд 14НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
Нулевое начало термодинамики. Классическая термодинамика утверждает, что

изолированная термодинамическая система (предоставленная себе самой) стремится к состоянию термодинамического

равновесия и после его достижения не может самопроизвольно из него выйти.
НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ 	Нулевое начало термодинамики. Классическая термодинамика утверждает, что изолированная термодинамическая система (предоставленная себе самой) стремится

Слайд 15 Свойства систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия:
1. Если

две термодинамические системы, имеющие тепловой контакт, находятся в состоянии термодинамического

равновесия, то и совокупная термодинамическая система находится в состоянии термодинамического равновесия.

2. Если какая-либо термодинамическая система находится в термодинамическом равновесии с двумя другими системами, то и эти две системы находятся в термодинамическом равновесии др. с другом.

Свойства систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия: 	1. Если две термодинамические системы, имеющие тепловой контакт, находятся

Слайд 16 Заключение.
Статистические и макроскопические методы работают вместе.
Статистический метод использует

параметры состояния. А термодинамический метод часто не работает без знания

строения системы.
Заключение. 	Статистические и макроскопические методы работают вместе. 	Статистический метод использует параметры состояния. А термодинамический метод часто не

Слайд 17Термодинамические процессы
При изменении параметров состояния макросистемы в ней происходит

термодинамический процесс.
Переход из одного термодинамического состояния в другое –

термодинамический процесс.

Состояние системы можно изобразить точкой на термодинамических плоскостях (pV, pT, TV). Т.к. параметры состояния взаимосвязаны, для изображения состояния достаточно двух параметров. Линия изображает процесс.

Термодинамические процессы 	При изменении параметров состояния макросистемы в ней происходит термодинамический процесс. 	Переход из одного термодинамического состояния

Слайд 19 Обратимый процесс – процесс, который может происходить через те же

состояния как в прямой, так и в обратной последовательности (направлении);

причем если такой процесс проведен сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система вернулась в исходное состояние, ни в ней, ни в окружающей среде не возникает никаких остаточных изменений.

Равновесный процесс является обратимым.

Обратимый процесс – процесс, который может происходить через те же состояния как в прямой, так и в

Слайд 20 Квазистатические (квазиравновесные) процессы представляют собой непрерывную

последовательность равновесных состояний системы.
Процессы перехода

из одного состояния в другое будем рассматривать, как бесконечно медленные (можно сказать, что процесс проходит через последовательность равновесных состояний) – квазистатический процесс.

Круговой или циклический – термодинамический процесс, в ходе которого система возвращается в исходное состояние.

Квазистатические (квазиравновесные) процессы представляют собой непрерывную последовательность равновесных состояний системы.

Слайд 21Внутренняя энергия и температура термодинамической системы
Система в данном состоянии

обладает внутренней энергией.
Внутренняя энергия U тела складывается из кинетической

энергии хаотического движения молекул тела и всех видов энергии их взаимодействия.

Внутренняя энергия U – функция состояния, т.е. ее значения зависят только от термодинамических параметров в данном состоянии (в данный момент времени), но не от способа перехода в это состояние.

Внутренняя энергия и температура термодинамической системы 	Система в данном состоянии обладает внутренней энергией. 	Внутренняя энергия U тела

Слайд 22 Температура – величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макросистемы.

Если при установлении теплового контакта между телами одно из

тел передает энергию другому посредством теплопередачи, то считают, что температура первого тела больше, чем второго.

Температура – функция внутренней энергии системы и обычно возрастает с увеличением внутренней энергии.

Теплопередача – передача энергии от одного тела к другому без переноса вещества и совершения механической работы.

Температура – величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макросистемы. 			  Если при установлении теплового контакта между

Слайд 23Свойства температуры термодинамических систем, находящихся в состоянии равновесия:
1. Если две

равновесные термодинамические системы находятся в тепловом контакте и имеют одинаковую

температуру, то совокупная термодинамическая система находится в состоянии термодинамического равновесия при той же температуре.

2. Если какая-либо равновесная термодинамическая система имеет одну и ту же температуру с двумя другими системами, то эти три системы находятся в термодинамическом равновесии при одной и той же температуре.

Свойства температуры термодинамических систем, находящихся в состоянии равновесия:1. Если две равновесные термодинамические системы находятся в тепловом контакте

Слайд 24 Любой метод измерения температуры требует установление температурной шкалы. Для этого

используют некоторые особые точки.
По международному соглашению температурную шкалу строят

по одной реперной точке – тройной точке воды (Tтр). В термодинамической шкале температур (шкале Кельвина)

Tтр = 273,16 К.

1 К = 1 С.

Любой метод измерения температуры требует установление температурной шкалы. Для этого используют некоторые особые точки. 	По международному соглашению

Слайд 25 При таком значении Tтр интервал между точками плавления льда и

кипения воды  100 кельвин.
Tпл = 273,15 К; Tк

= 373,15 К.

Здесь t – температура по шкале Цельсия, T – температура по шкале Кельвина.

Температуру T = 0 называют абсолютным нулем, ему соответствует

При таком значении Tтр интервал между точками плавления льда и кипения воды  100 кельвин. Tпл =

Слайд 26 В дальнейшем мы выясним физический смысл температуры T.
Температура –

это одна из макроскопических характеристик макросистемы. Она не имеет смысла

для систем, состоящих из нескольких молекул (впрочем, при определенной договоренности условно говорят о температуре даже одной частицы).
В дальнейшем мы выясним физический смысл температуры T. 	Температура – это одна из макроскопических характеристик макросистемы. Она

Слайд 27Теплота и работа
Передача энергии от одного тела к другому

путем совершения работы одного тела над другим всегда связана с

изменением внешних условий, с перемещением тела в целом или его отдельных макроскопических частей.

Работа есть мера переданной от одного тела к другому механической энергии.

Работа, совершенная телом, считается положительной; работа, полученная телом – отрицательной.

Теплота и работа 	Передача энергии от одного тела к другому путем совершения работы одного тела над другим

Слайд 28 Передача энергии от одного тела к другому посредством теплового обмена

между телами не связана с изменением внешних условий и перемещением

тел.

Количество теплоты δQ – величина переданной от одного тела к другому энергии теплового движения молекул посредством теплообмена между телами.

Три основных способа теплообмена: конвекция; теплопроводность; излучение.

Теплота, полученная телом, считается положительной, отданная телом – отрицательной.

Передача энергии от одного тела к другому посредством теплового обмена между телами не связана с изменением внешних

Слайд 29Идеальный газ
Простейшей моделью макросистемы, рассматриваемой статистической физикой, является идеальный

газ:
1. молекулы идеального газа не взаимодействуют (практически не взаимодействуют)

друг с другом;

2. в равновесном состоянии движения молекул полностью хаотично. Это позволяет в грубом приближении считать, что все молекулы движется только в направлениях x,y и z.

Идеальный газ 	Простейшей моделью макросистемы, рассматриваемой статистической физикой, является идеальный газ: 	1. молекулы идеального газа не взаимодействуют

Слайд 30Т.е. если в единице объема имеется n молекул, то в

каждом из этих направлений движутся по n/3 молекул, или n/6

в одну сторону.

Только в простейшем случае (для идеального газа) знаем связь параметров состояния.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).

Т.е. если в единице объема имеется n молекул, то в каждом из этих направлений движутся по n/3

Слайд 31ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
Система совершает процесс,
во время которого она

в общем случае совершает работу A, получает количество теплоты Q,


внутренняя энергия системы изменяется на ΔU.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Система совершает процесс, во время которого она в общем случае совершает работу A, получает

Слайд 32 Первое начало термодинамики: количество теплоты Q, сообщенное макросистеме, идет на

приращение ΔU её внутренней энергии и на совершение системой работы

A над внешними телами

(10.1)

где

Здесь U1 и U2 – внутренняя энергия системы в состояниях 1 и 2 соответственно.

Первое начало термодинамики: количество теплоты Q, сообщенное макросистеме, идет на приращение ΔU её внутренней энергии и на

Слайд 33 Если Q < 0, то тепло отводится от системы; A

< 0 – работа производится над системой.
Приращение внутренней энергии

ΔU может иметь любой знак, в частности, быть равным нулю.

Рассмотрим элементарный процесс, для которого δQ – количество теплоты, поступающее в систему на элементарном участке процесса.

Если Q < 0, то тепло отводится от системы; A < 0 – работа производится над системой.

Слайд 34 Первое начало термодинамики для элементарного процесса (в дифференциальной форме):
(10.2)
где

δQ и δA – элементарные значения теплоты и работы соответственно,

теплота и работа являются функциями процесса; dU – приращение внутренней энергии.

Работа A не является функцией состояния.

Первое начало термодинамики для элементарного процесса (в дифференциальной форме): (10.2)где δQ и δA – элементарные значения теплоты

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика