13. Первый закон термодинамики, его содержание. Адиабатический процесс.

Первое начало термодинамики является обобщением экспериментального материала и представляет собой одну из форм закона сохранения энергии применительно к тепловым процессам. Этот закон содержит три величины: внутреннюю энергию U, работу А и теплоту Q. Установим физический смысл этих величин.

Адиабатический процесс Адиабатический процесс – это термодинамический процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой Q = 0. Этот процесс осуществляется при быстром расширении или сжатии. Первое начало термодинамики для адиабатического процесса имеет вид A dU (2.27) или A U U1 U2 , (2.28) т.е. при адиабатическом процессе система совершает работу за счет убыли внутренней энергии. При расширении (А > 0) газ охлаждается, т.к. U1 U2 , при сжатии (А < 0) газ нагревается, т.к. U1 U2 .

14. Второй закон термодинамики, его физическое содержание. Формулировка второго закона термодинамики. Понятие энтропии.

Второе начало (второй закон) термодинамики позволяет установить направление самопроизвольных термодинамических процессов. Оно также совместно с I началом дает возможность определить количественные соотношения между макроскопическими параметрами тел в состоянии термодинамического равновесия

Существует несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики, которые указывают условия превращения теплоты в работу: 1) невозможен процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от холодного тела к горячему (Р. Клаузиус); 2) невозможен процесс, единственным результатом которого является совершение р

15. Вероятное описание случайных событий. Понятие функции распределения.

Вероятностью появления случайной величины называется предел w N N N lim ; где N – общее число опытов (число частиц), N – число опытов (частиц) в которых появляется эта случайная величина (т.е. исследуемый параметр имеет нужное нам значение). Для описания непрерывных случайных величин используется функция распределения вероятности f(А) (плотности вероятности), выражающая относительное число N/N (долю) частиц, имеющих значение некоторого параметра (А) в интервале от А до А + dA. Другими словами, функция f(A) выражает вероятность того, что значение параметра будет заключено в интервале от А до А + dA f(A)dA N dN dw . (4.1) Из выражения (4.1) следует, что число частиц, для которых значение параметра А лежит в интервале от А1 до А2, запишется N N f(A) dA 2 1 A A . (4.2) Поскольку вероятность w получения какого–либо значения исследуемого параметра А равна единице, то для функции распределения можно записать условие нормировки f(A)dA 1.

16. Функция распределения Максвелла по модулю скорости. Физический смысл, свойства.

Функция распределения Максвелла характеризует распределение молекул по скоростям и определяется отношением кинетической энергии молекулы mv²/2 к средней энергии её теплового движения kT:

Физический смысл f(v) в том, что это отношение числа молекул, скорости которых лежат в определенном интервале скоростей, к общему числу молекул в единичном интервале скоростей:

f(v) = dn/n.