Термодинамика Термодинамика (от греч. Therme тепло + Dynamis сила) раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. - презентация

1

2

3 Термодинамика Термодинамика (от греч. Therme тепло + Dynamis сила) раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. В отдельные дисциплины выделились химическая термодинамика, изучающая физико-химические превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, а также теплотехника

4 Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. U=K всех частиц + П всех частиц. Идеальный газ – идеализированная модель, согласно которой считают, что: 1. Собственный объём молекул газа п ренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда. Между молекулами отсутствуют силы взаимодействия. толкновения молекул газа между собой и стенками сосуда абсолютно упругие.

5 Совершение работыТеплообмен Если над телом совершается работа, то его внутренняя энергия увеличивается. Если само тело совершает работу, то внутренняя энергия тела уменьшается! Теплопроводность – это вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело Конвенция – вид теплопередачи, осуществляющийся за счет движения слоев жидкости или газа. Излучение- вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт энергии электромагнитных волн. Количественная характеристика – количество теплоты Q Q – это энергия, которую тело получает или отдает в процессе теплопередачи.

6 Опытным путем установлено: Первое начало термодинамики запрещает создание вечного двигателя первого рода (воображаемая машин а, которая будучи раз пущена в ход совершала бы работу неограниченно долго, не потребляя энергию извне)., где Q-количество теплоты, переданное системе А' – работа вн ешних сил. Но из закона Ньютона:,где А- работа самого газа. Указывает на убыль внутренней энергии. Как только исчерпается внутренняя энергия, тело прекратит работу.

7 Название А U Q Изотермический Т=const. A=Q Изохорный V= const. A 0 0 Энергетически выгодный процесс. 0

8 Изобарный р = const. Адиабатный (процесс, протекающий в теплоизолиро - ванной системе). A V1V2 V p p О p V p V1V2 Q=O T=const.

9

10 Как узнать работу в любом процессе. Работа в любом процессе: графически через первое начало термодинамики

11 Круговой процесс – это процесс, в результате которого газ, выйдя из какого- либо состояния, вновь к нему возвращается. 1 2

12 Количество теплоты есть функция процесса. Результатом передачи количества теплоты является только изменение внутренней энергии этой системы. Тепловые процессы : нагревание и охлаждение. Парообразование и конденсация Если m=1 кг,тогда L=Q(численно). L – показывает какое количество теплоты необходимо сообщить телу m=1 кг,взятому при температуре кипения, чтобы его полностью испарить. Плавление и кристаллизация Сгорание топлива q – удельная теплота сгорания топлива.,где L – удельная теплота парообразования.

13 Т Ж Г 1) Условия необходимые для процесса плавления: (аналогичные условия необходимы для кипения ) Плавление (к ристаллизация ) десублимация сублимация плавление парообразование кристаллизацияконденсация

14 Кипение Конденсация

15 Необратимый процесс- процесс, который может самопроизвольно протекать только в одном направлении, в обратном направлении он может протекать как одно из звеньев б олее сложного процесса. 1) 2) 3) Переход механической энергии во в нутреннюю энергию. H 2 + O 2 H2H2 O2O2 Самопро извольно нет T1T1 T2T2 не идет Самопро извольно

16 Второй закон термодинамики (формулировка н евозможен круговой процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии от холодного тела к горячему. Р. Клаузиус а) : н евозможен круговой процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии от холодного тела к горячему. Второй закон термодинамики (формулировка Кельвин а) : Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу. Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу. Одна из формулировок второго начала термодинамики: Вечный двигатель второго рода – периодически действующее устройство, совершающее работу за счёт одного источника теплоты, - невозможен. Вечный двигатель второго рода – периодически действующее устройство, совершающее работу за счёт одного источника теплоты, - невозможен.

17 Третий закон термодинамики: Рассматривает поведение термодинамической системы при. Из третьего закона термодинамики вытекает недостижимость.

18 Круговой процесс (цикл) – процесс, при котором система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное. Работа при расширении положительна, при сжатии – отрицательна. Работа за цикл определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой. v 0 0 а) 1 2 v1v1 v2v2 -А б) v Если за цикл А>0, то цикл называется прямым (рис.а),если за цикл А

19 Обратимый процесс- Обратимый процесс- процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное. При этом если такой процесс происходит сначала в прямом, а потом в обратном направлении и система возвращается в исходное положение, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, неудовлетворяющий этим условиям, является необратимым. Обратимые процессы Обратимые процессы – это идеализация реальных процессов.

20 Тепловая машина – это машина, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую. Нагреватель. Рабочее тело. Холодильник. ЗСЭ

21 КПД: Для любой тепловой машины, реальной и идеальной p V 0 Машина идеальная, т.к. при заданных температурах нагревателя и холодильника она имеет Только для идеальной машины. QнQнQнQн