7. Явление переноса

В термодинамических неравновесных системах возникают особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса, в результате которых происходит пространственный перенос энергии, массы, импульса. К явлениям переноса относятся:

1) теплопроводность (обусловлена переносом энергии),

2) диффузия (обусловлена переносом массы)

3) внутреннее трение (обусловлено переносом импульса).

Теплопроводность: если T1=T2 то явление переноса не будет.

Если T1>T2 то возникает теплопроводность v1>v2; Ek1>Ek2

Закон Фурье: i(e)=- λ*(dT/dx) λ-коэф. Теплопроводности

Λ=1/3*Cp*p*<v>* ƛ ƛ-средняя длина свободного пробега

Диффузия: p=m/V (проникновение одного вещества во внутрь другого)

.p1=p2 – явление переноса не происходит

.p1>p2 – масса газа будет переноситься через S

Закон Фика: i(m)=-D*(dp/dx) jm — плотность потока массы

D-коэф.диффузии.

D=1/3*<v>* ƛ

Внутреннее трение: v1=v2 –явление не происходит.

P=m*v – импульс.

v1>v2

Закон Ньютона i(p)=- n*(dv/dx) i(p)- поток импульса.

n-коэф. Вязкости

n=1/3*p*<v>* ƛ

8.Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

Степень свободы-число независимых координат,которыми задается положение малекулы в пространстве (i)

1) одноатомный газ (i=3) поступательное движение.

Ei=1/2*kT

Eполн=3/2*kT=<E>

2) двухатомный газ (i=5) поступательное(i=3), вращательное движение(i=2).

Eпост=3/2*kT

Eвр=kT

<E>=5/2*kT

3) Трехатомный газ (i=6) поступательное(i=3), вращательное движение (i=3).

Eпост=3/2*kT

<E>=6/2*kT

З-он Больцмана - <E>=i/2*kT

9.Внутренняя энергия(u). Теплота. I начало термодинамики

Внутренняя энергия – это энергия хаотического(теплового) движения атомов и малекул газа.

(P;V;T)

1моль.

N(A)=6.22*10^23 (Авогадро) k*N(A)=R

1)U(1моля газа)= i/2*k*T*N(A)=i/2*RT

2) U(любой массы газа)=m/M*i/2*RT=i/2*m/M*RT

Значение внутренней энергии*

3)U=i/2*PV(темп. Неизвестна)

Теплота. I начало термодинамики

1)Q=dU+A – кол-во теплоты.

dU=Q-A – внутр.энергия.

A=Q-dU – работа.

T1>T2 => dU=U2-U1

Поршень будет подыматься т.к. жидкость нагреваясь будет давить на него изнутри.

2) dU=0 (вернулось в исходное состояние)

Q=A

*вечный двигатель первого рода! (Qне больше и не меньшеA)

A=Fdl (A=F/S)

A=P*S*dl=P*dV=P Δ V

A=P*(интеграл)V2-V1*dV=P(V2-V1)=P ΔV

10. Теплоемкость. Сv и Сp

Теплоемкость – это кол-во теплоты которое нудно сообщить газу, что бы увеличить его температуру на один кельвин. C=dQ/dT

1) c=Q/(m*dT) – удельная теплоёмкость

2) С=Q/(ν*dT) – молярная теплоёмкость – С=с*M

Cv=i/2*R (V=const)

Q=dU+A, A=P ΔV=0

Q=ΔU

ΔU=m/M*i/2*RΔT

Q=m/M*Cv*ΔT

m/M*Cv*ΔT=m/M*i/2*RΔT

Cp=Cv+R=i/2*R+R=(i+2/2)*R (P=const)

. γ= Cp/Cv=((i+2/2)*R)/(i/2)*R=(i+2)/I – коэф. Пауссона.