43.Макросистемы. Термодинамический и статистический методы изучения макросистем.

Объектом изучения являются макросистемы, состоящие из очень большого числа частиц: молекул, атомов, электронов, фотонов и других частиц. к макросистемам относятся( газы, жидкости, кристаллы, "свободные" электроны в металлах)

Статистический метод устанавливает связь между поведением макросистемы в целом с поведением и свойствами отдельных частиц, оперирует средними значениями механических параметров и опирается на законы теории вероятностей.

Термодинамический метод описывает только поведение макросистемы в целом, использует так называемыt термодинамические параметры: температуру T, давление p, объем V и другие. При этом термодинамический метод базируется на общих принципах или началах, которые представляют собой обобщен многочисленных экспериментальных данных, в частности, на законе сохранения энергии.

Статистический термодинамический методы взаимно дополняют друг друга.

44.Идеальный газ. Термодинамические параметры. Уравнение состояния идеального газа.

Идеальным газом называется газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом. Количество вещества (газа) измеряется в молях. Количеством вещества называется отношение числа молекул вещества N к числу Авогадро NA = 6,0·10²³ 1/моль v=N/N_A

Уравнение, связывающее между собой параметры состояния данного количества газа, называется уравнением состояния. Уравнение состояния идеального газа запишем без вывода: pV = νRT .

Здесь R = 8,3 Дж/моль К – универсальная газовая постоянная. Согласно уравнению состояния произведение давления газа на его объем прямо пропорционально температуре газа.

45.Распределение энергии по степеням свободы молекулы. Средняя энергия молекулы одноатомного, двухатомного и многоатомного газов?

Закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекул: на каждую степень свободы молекулы в среднем должно приходиться одно и то же количество энергии, равное kT/2 , где k = 1,4·10^–23

Дж/К – константа Больцмана.

Число степеней свободы обозначается буквой i.

У одноатомной молекулы i = 3, у двухатомной молекулы i = 5, у трехатомной молекулы i = 6.

46.Внутренняя энергия идеального газа.

Внутренней энергией U макросистемы называется величина, состоящая из

1) суммарной кинетической энергии всех частиц системы в системе отсчета, связанной с самой макросистемой;

2) потенциальной энергии взаимодействия частиц макросистемы друг с другом;

3) внутренней энергии самих частиц системы.

47.Работа и количество теплоты. Первое начало термодинамики.

Первое начало термодинамики есть не что иное, как закон сохранения и превращения энергии применительно к механическим и тепловым процессам. Внутреннюю энергию макросистемы можно изменить, совершив надней работу А′ внешними силами или подведя к ней некоторое количество теплоты Q путем теплопередачи: U2 −U1 = A′ + Q .

Работа А, совершенная при этом самой системой, равна по величине и противоположна по знаку работе внешних сил: А = – А′. Подставив в уравнение работу самой системы и изменив порядок членов, получим уравнение первого начала термодинамики: Q = ∆U + A