Первое и второе начала термодинамики Пояснения к карте-схеме 8. Первое начало термодинамики
Основное в теме – умение формулировать первое начало термодинамики и объяснять его смысл как закона сохранения энергии с учетом теплового движения молекул.
Объясните смысл каждой из величин, входящих в формулу для первого начала термодинамики.
Для каждого изопроцесса напишите первое начало термодинамики, изобразите процесс графически в координатах p–V, покажите, чему равна работа в каждом из процессов.
Вопросы для самопроверки
Напишите первое начало термодинамики, сформулируйте его.
Чему равна внутренняя энергия идеального газа? Как она связана с его температурой?
Чему равна работа при расширении газа?
Примените первое начало термодинамики:
к изохорическому процессу;
к изобарическому процессу;
к изотермическому процессу.
Какие процессы называют адиабатическими? Напишите уравнение адиабаты и систему уравнений Пуассона.
Примените первое начало термодинамики к адиабатическому процессу.
Чему равна работа в различных изопроцессах?
Второе начало термодинамики
При проработке этой темы обратите внимание на различные формулировки второго начала термодинамики, на физический смысл понятия «энтропия», который заключается в вероятностном, статистическом подходе к этому понятию.
Обратите внимание на принцип работы тепловой машины ее КПД и от чего он зависит.
Как пример подробно разберите обратимый цикл Карно для идеального газа, его графике в координатах p–Vи вывод формулы для КПД цикла через абсолютные температуры нагревателя и холодильника.
Вопросы для самопроверки
Сформулируйте второе начало термодинамики.
Что называется приведенным количеством теплоты, как оно связано с энтропией?
В чем заключается статистический смысл энтропии? Как она связана с термодинамической вероятностью? Что называется термодинамической вероятностью?
В чем заключается принцип работы тепловых машин? Что называется тепловой машиной? Почему КПД тепловой машины не может быть равным 1?
Что называется циклом?
Из каких процессов состоит цикл Карно? Начертите его график. Чему равен КПД цикла Карно? Почему КПД цикла Карно максимален?
Почему энтропия в замкнутых системах не убывает?
В чем смысл теории «тепловой смерти вселенной»? почему она реакционна? Как она опровергается с материалистических позиций?
8. Карта-схема проработки темы «Первое и Второе начала термодинамики»
Основные характеристики электрического поля Пояснения к карте-схеме 9.
Один или система зарядов, расположенных
произвольным образом в некотором объеме,
создают в окружающем пространстве
электрическое поле. Основной силовой
характеристикой поля (определяет силовое
действие поля на заряды) является
напряженность
,
а энергетической характеристикой поля
(определяется работой по переносу
заряда) – потенциал φ. Кроме
и φ для характеристики электрического
поля вводится вектор электрического
смещения
,
позволяющий получить некоторые
соотношения, справедливые для любой
среды независимо от значения электрической
проницаемости.
Расчет электрического поля по заданному распределению точечных зарядов (так называемая прямая задача) можно произвести с помощью суперпозиции. Поскольку любую систему зарядов можно свести к совокупности точечных (разбив протяженные заряды на достаточно малые), то принцип суперпозиции позволяет вычислить напряженность поля, создаваемого системой заряженных тел произвольных размеров. В ряде случаев задача решается более просто с помощью теоремы Гаусса.