Министерство высшего образования рф

Томский Государственный УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет «Прикладная информатика в экономике»

Контрольная работа 2

концепции современного естествознания

Томск – 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Контрольная работа №2 3

Список использованной литературы 11

Контрольная работа №2

Вариант10.

Вопрос 1. Поясните понятие термодинамической вероятности. Как она связана с просто вероятностью?

Ответ. Вероятность – это числовая характеристика степени возможности появления случайного события при определённых условиях, которые могут повторяться неограниченное число раз. Понятие вероятности появилось в физике в связи с развитием кинетической теории газов. Понятие вероятности оказалось очень плодотворным. С её помощью можно рассчитывать различные процессы, в которых участвуют много частиц и в которых роль отдельных частиц становится незаметной. Это такие процессы, как теплопроводность, диффузия, химические реакции и многие другие. Их изучает статистическая физика.

Вероятности проявляются ещё в одном разделе физике - в теории измерения. Никакое измерение не даёт абсолютно точного значения измеряемой величины. Точное значение отличается от измеренного, и теория может лишь объяснить вероятность того или иного отклонения. Таким образом, теория вероятности очень важна при вычислении достоверных значений основных физических величин.

В статистической физике каждое макроскопическое состояние газа может быть получено не с достоверностью, а с определённой вероятностью. Число микросостояний, которыми может быть осуществлено данное макросостояние, называют термодинамической вероятностью. Из – за того, что микрочастицы неотличимы, замена одной частицы другой не меняет макросостояние, но макроскопической точки зрения ситуация изменилась.

Свойство термодинамической вероятности похоже на свойство энтропии - обе имеют максимум в состоянии равновесия, и переход к равновесию связан с их ростом. Основываясь на связи энтропии с вероятностью, Больцман сформулировал второе начало термодинамики.

Вопрос 2. Поясните понятие обратимого и необратимого процесса. Какие процессы называются квазистатическими? Приведите примеры.

Ответ. Обратимый процесс – это переход системы из одного состояния в другое, с которым можно сопоставить реальный обратный переход, последовательно повторяющий все промежуточные состояния рассматриваемого процесса. Обратимым является лишь равновесный процесс, например цикл Карно.

Необратимый процесс – это процесс, который не может протекать в обратном направлении так, чтобы совершающая его система прошла через те же самые промежуточные состояния без каких – либо изменений. Все реальные процессы являются необратимыми и в замкнутых системах сопровождаются возрастанием энтропии. Примеры необратимых процессов – зарождение жизни на Земле, образование видов в природе, появление человека.

Квазистатический процесс – то же, что равновесный процесс. Равновесный процесс это бесконечно медленный процесс, в котором термодинамическая система проходит через ряд бесконечно близких равновесных состояний. Все равновесные процессы, как правило, представляют собой обратимые процессы.

Цикл Карно – обратимый круговой процесс, а котором совершается превращение теплоты в работу. На первом этапе цилиндр тепловой машины соединяют с нагревателем: газ в цилиндре получает тепло и, расширяясь, совершает работу. На втором (адиабатическом) этапе газ продолжает расширяться, и работа совершается за счёт внутренней энергии системы. Третий этап предполагает изотермическое сжатие: цилиндр соединяют с холодильником, которому газ отдаёт некоторое количества тепла и сжимается. На четвёртом этапе газ адиабатически сжимается, температура растёт, и система возвращается в исходное состояние.

Цикл Карно сыграл важную роль в развитии термодинамики (на его основе сформулирован второй закон термодинамики) и до сих пор используется при анализе работы тепловых машин.