II – е начало термодинамики

1. 1. Что называют циклом? В чем различие прямого и обратного циклов?

2. Как найти графически работу цикла?

3. Обратимые и необратимые процессы. Примеры.

4. Почему все процессы сопровождающиеся механическим трением, являются необратимыми?

5. 5. Что называют коэффициентом полезного действия?

6. Почему циклы практически всех тепловых машин необратимы?

7. Укажите пути повышения КПД реальных тепловых машин.

8. Какой цикл называют обратимым циклом Карно? Из каких процессов он состоит? Почему?

9. Может ли механическая энергия полностью преобразоваться в тепловую или внутреннюю энергии? Может ли произойти обратный переход?

10. Найдите в природе пример почти обратимого процесса?

11. Газ может расширятся, адиабатически и изотермически. Что происходит с энергией в каждом из этих процессов – увеличивается она, уменьшается или сохраняет постоянное значение?

12. Энтропия указывает направление хода естественных процессов. Если прокрутить кинопленку в обратном направлении, то какие из увиденных вами процессов могли бы привести вас к выводу о том, что время течет в обратном направлении?

13. Как по вашему мнению, что обладает большей энтропией – 1кг железа в твердом или в жидком состоянии? Объясните.

14. Приведите три примера естественно происходящих процессов, которые иллюстрируют деградацию используемой энергии (ее переход во внутреннюю энергию)

15. Приведите словесные формулировки второго начала термодинамики.

16. Как изменяются энтропия и свободная энергия при приближении системы к состоянию термодинамического равновесия.

17. Поясните следующее определение энтропии "Энтропия есть мера неупорядоченности системы".

18. Каковы границы применимости первого и второго начал термодинамики?

19. Каким должен быть циклический процесс, чтобы получить максимальный коэффициент полезного действия при данной разности температур нагревателя и холодильника?

20. Изобразите и объясните принципиальную схему охлождения воздуха в камере домашнего холодильника.

21. Начертите в координатах T, S (температура, энтропия) графики изотермического, адиабатического, изохорического и изобарического процессов.

Фазовое равновесие и фазовые превращения

1. Какой газ является реальным? Укажите отклонение реальных газов от законов идеального газа. Чем объясняют эти отступления?

2. Поясните смысл понятий «пересыщенный пар» и «перегретая жидкость». Как эти состояния вещества создаются и где используются.

3. Жидкость переходит в пар той же температуры. Как при этом меняются энтропия, внутреняя энергия?

4. Какое состояние вещества называют критическим?

5. Какое значение имеет скрытая теплота парообразования в критической точке?

6. Почему сухой лед не существует длительное время при комнатной температуре?

7. В какой фазе будет вода при температуре 50⁰С и давлении 0.01 атм?

8. В чем различие жидких и твердых растворов?

9. Животный пузырь, наполненный спиртом, при погружении в воду увеличивает свой объем, а наполненный водой при погружении в спирт уменьшает. Как это объяснить?

10. Какие фазовые превращения носят названия превращений первого рода? Приведите примеры.

11. Какие фазовые превращения носят названия превращений второго рода? Примеры.

12. Что такое тройная точка?

13. Как подсчитать изменение энтропии при фазовом переходе первого рода?

14. Если система А находится в равновесии с системой В, но В не находится в равновесии с системой С, то что можно сказать о температурах систем А,В, и С?

15. Чем отличается внутренняя энергия одноатомного идеального газа от внутренней энергии реального газа?

16. На кусок льда, лежащий концами на неподвижных опорах, накинули проволочную петлю с тяжелым грузом. Через некоторое время проволока прошла через лед, но кусок льда остался целым. Объясните этот опыт.