
- •I Механика
- •§1 Основные кинематические характеристики движения материальной точки
- •§2 Криволинейное движение материальной точки. Нормальная и тангенциальная составляющие ускорения при криволинейном движении
- •§3 Движение материальной точки по окружности. Связь угловых и линейных величин
- •§4 Частные случаи движения материальной точки
- •1. Движение с постоянной скоростью
- •2. Движение материальной точки с постоянным ускорением
- •3. Движение материальной точки по окружности с постоянной угловой скоростью
- •Тема 2. Динамика
- •§5 Законы динамики Ньютона.
- •Тема 3. Законы сохранения в механике
- •§6. Законы сохранения в механике.
- •§7. Работа и мощность. Кинетическая энергия
- •§8. Консервативные (потенциальные) силы.
- •§9. Потенциальная энергия.
- •§10. Потенциальная энергия взаимодействия.
- •§11. Закон сохранения энергии в механике.
- •§12. Кинетическая энергия вращательного движения твердого тела. Момент инерции тел
- •§13. Теорема Штейнера о моменте инерции относительно произвольной оси
- •§14. Основное уравнение динамики вращательного движения
- •§15. Момент импульса.
- •§16. Плоское движение. Энергия плоского движения
- •Тема 4. Механические колебания
- •§17. Свободные незатухающие колебания
- •§18. Свободные затухающие колебания
- •§19. Вынужденные колебания. Резонанс
- •§20. Сложение колебаний
- •II Молекулярная физика. Термодинамика
- •§21. Термодинамика и молекулярно-кинетическая теория в изучении тепловых явлений. Основные макроскопические параметры газообразных тел
- •§22. Уравнение состояния идеального газа.
- •§23. Барометрическая формула.
- •§24. Распределение Максвелла
- •§25. График функции распределения Максвелла. Расчёт наиболее вероятной средней арифметической и средней квадратичной скоростей с помощью функции распределения Максвелла
- •§26. Внутренняя энергия идеального газа.
- •§27. Работа газа при изменении его объёма.
- •2) Первое начало термодинамики.
- •§28. Теплоёмкость. Теплоёмкость идеального газа. Уравнение Майера
- •§29. Состояние тд системы. Равновесные процессы
- •§30. Адиабатный процесс.
- •§31. Политропические процессы
- •§32. Макро- и микросостояния.
- •§33. Примеры расчета изменения энтропии
- •§34. Закон увеличения энтропии (II начало тд).
- •§35. Тепловые двигатели. 2-ое начало тд
- •§36. Кпд тепловой машины. Цикл Карно.
§29. Состояние тд системы. Равновесные процессы
Состояние тела пили системы тел в ТД
задается рядом параметров:
,
которые принято именовать параметрами
состояния ТД системы.
Если все параметры, определяющие состояние ТД системы остаются сколько угодно долгое время постоянными при неизменных внешних условиях, то такое состояние принято именовать равновесным.
В равновесном состоянии в системе отсутствует направленный процесс переноса масс и энергии от одной ее части к другой. В случае равновесного состояния все параметры имеют определенные значения, не изменяющиеся с течением времени, в отличие от неравновесного, параметры которого могут быть определенными.
Если систему, находящуюся в неравновесном состоянии, изолировать, то она со временем перейдет в равновесное состояние.
Переход ТД системы из одного состояния в другое принять именовать ТД процессом.
Процесс перехода из неравновесного состояния в равновесное называется релаксацией.
Процесс перехода из одного равновесного состояния в другое, При котором система проходит непрерывный ряд равновесных состояний называется равновесным или квазистатическим процессом. Т.е. равновесный процесс более медленный, чем процесс релаксации.
|
При быстром сдавливании поршнем газа концентрация, а значит, и давление будут больше у поверхности поршня, |
чем в других частях сосуда, т.е. газ переходит в неравновесное состояние.
Однако, если поршень сдвигать достаточно медленно, то концентрация будет успевать выравниваться по всему объему. Поэтому при медленном процессе, который может быть и достаточно быстрым, а медленным только относительно процессов релаксации, процесс является равновесным. Важной особенностью равновесных процессов является их обратимость.
Обратимым называется процесс, который можно провести в обратном порядке через те же промежуточные состояния, причем так, чтобы в окружающих телах не осталось никаких изменений.
Обратимые (равновесные) процессы также изобразимы на диаграмме состояний (график зависимости параметров одного от другого)
Частным случаем равновесных процессов в идеальных газах являются рассмотренные ранее изопроцессы. А также адиабатный процесс, который является изоэнтропийным, а значит также изопроцессом.
§30. Адиабатный процесс.
Работа газа при изопроцессах
Опр.
Равновесный (обратимый) процесс, проходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным.
Выведем уравнение адиабатного процесса из первого начала термодинамики.
или
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Проинтегрировав уравнения, получим
-уравнение
адиабаты
Используя уравнение Клапейрона-Менделеева
-
другая запись адиабатического процесса
(уравнение Пуассона)
Изохорный процесс
Изобарный процесс
Изотермический процесс
Адиабатический процесс (изоэнтропийный
)
,
тогда
При расширении газа из одного и того же
состояния изобарно, изотермически и
адиабатно диаграммы процессов
будут выглядеть
Таким образом, при адиабатном процессе давление с увеличением объема газа падает быстрее, чем при изотермическом.
Работа изопроцессов определяется площадью под кривой.