37)Стационарная и нестационарная теплопроводность. Теплопроводность твёрдых тел.

Теплопроводность.

Это способность вещества переносить тепловую энергию, а также количественная оценка этой способности.

Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии.

В твёрдом теле теплопроводность определяется как решёточная + электронная.

Энергия между узлами решётки передаётся при помощи фононов – квазичастиц теплового излучения (подчиняется статистике Бозе-Эйнштейна). Фононы существуют только внутри вещества. При высоких температурах преобладает фононное воздействие.

Общее уравнение теплопроводности:

Общий вид:

По Пригожину биологические системы обладаю устойчивостью к внешним воздействиям при минимальном возрастании энтропии.

38)Внутренняя энергия. Теплота. Работа. Первое начало термодинамики.

Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам) гласит: при сообщении термодинамической системе (например, пару в тепловой машине) определенного количества теплоты в общем случае происходит при приращении внутренней энергии системы и она совершает работу против внешних сил.

Тепло (связано с изменением энергии при тепловых процессах)

=Изменение внутренней энергии системы

+Изменение энергии при механических процессах

+Изменение энергии системы за счёт изменения количества частиц в ней.

Химический потенциал .

Изопроцессы в изолированной системе

Теплоёмкость .

Газ dA=pdV

1. Изотермический

2. Изохорическй газ

3. Изобарический

4. Адиабатический (без теплообмена с окружающей средой)

Внутренняя энергия- однозначная ф-ция термодинамич. сост. системы, т.е. в кажд. сост. сист. облад. определ.знач. внутр. энергии.

Работа - способ передачи энергии, связанный с измен. внеш. параметров системы.

Теплота – способ без изменения внутренней энергии системы.

Процесс передачи энергии наз. теплообменом.

Кол-во энергии без измен. внеш. парам., наз. кол-вом теплоты.

I начало термодинамики: Q= U+A, это математич. форма записи.

Более корректная форма записи: , где и - не полн. дифференциалы

- полн. дифференциал.

Перпетуум мобиле первого рода не возможен !

39)Работа газа при изменении объёма.

Ч тобы найти полную работу воспользуемся формулой:

справедливо при любых изменениях объёма как твёрдых тел, так и газоборазных тел, а также жидкостей.

40)Степень свободы молекул. Распределение энергии по степеням свободы.

В одноатомном идеальном газе рассм. молек. как матер. точку, к-ая имеет опр. число степеней свободы. Она имеет 3 степени свободы.

Степень свободы – число отн. коор., относ. к-х молек. соверш. движение.

Если молек. движ по прямой, то имеет одну степ. свободы, по плоск-2, в пространстве-3

Если молек. идеальна или реально сост. и вращ. движ., то Т=Е_к вращ. отчки, тела или молек

Вращательной степенью свободы можно пренебречь.

Для термодинамич. систем, к-е наход. в сост. равновесия, применим з-н распред. Больцмана, к-й гласит,что энергия по степеням свободы распред. равномерно.

Ср. кинетич. энергия , 3-число степ. свободы.

i=i_пост+i_вращ+i_колеб

n=1 одноатомная молекула:

i=iпост=3

n=2 двухатомная молекула:

i=i_пост+i_вращ=3+2=5 при Т<1000K,

i=i_пост+i_вращ+i_колеб=7 при Т>1000К.

3) n=3 многоатомная молекула:

i_колеб=2S S=3n-5 линейная молекула

S=3n-6 пространственная молекула

i=i_пост+i_вращ=3+3=6 при Т<1000K,

i=i_пост+i_вращ+i_колеб=3+3+2S при Т=1000К.

U=(i/2)*(m/M)RT=I/2vRT – внутренняя энергия идеального газа.