- •Минимальный набор необходимых вопросов по механике , молекулярной физике и термодинамике (для заочников)
- •Перемещение, скорость, путь, ускорение. Вычисление пройденного пути при равномерном и равноускоренном прямолинейном движении.
- •Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения. Кривизна траектории.
- •Угловая скорость и угловое ускорение. Вычисление угла поворота тела при равномерном и равноускоренном вращении. Связь линейных и угловых характеристик
- •Закон сохранения импульса.
- •Работа и мощность. Консервативные и неконсервативные силы.
- •Кинетическая энергия.
- •Потенциальная энергия. Связь между потенциальной энергией и силой.
- •Закон сохранения механической энергии
- •Закон всемирного тяготения. Космические скорости.
- •Момент силы и момент импульса, их запись в векторном виде.
- •Закон сохранения момента импульса.
- •Момент инерции материальной точки и твердого тела. Кинетическая энергия вращающегося тела.
- •Основной закон динамики вращательного движения.
- •Момент инерции однородных, диска, стержня, шара. Теорема Штейнера
- •Гармонические колебания. Уравнение свободных колебаний и его решение. Скорость и ускорение колеблющейся точки. Энергия гармонического колебания.
- •Математический, пружинный и физический маятники. Приведенная длина физического маятника. Центр качаний.
- •Вынужденные колебания. Резонанс. Резонансные кривые.
- •Распространение волн в упругой среде. Уравнение плоской волны. Фазовая скорость волны. Групповая скорость
- •Стоячие волны.
- •Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия, теплота.
- •Работа газа при расширении.
- •Внутренняя энергия идеального газа
- •Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Адиабатический процесс.
- •Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
- •Средняя энергия молекул. Число степеней свободы газовых молекул и теплоемкость газов. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы.
- •Скорости газовых молекул. Наиболее вероятная, средняя арифметическая и среднеквадратичная скорости газовых молекул.
- •Барометрическая формула. Распределение Больцмана
- •Средняя длина свободного пробега газовых молекул.
- •Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно. Кпд цикла Карно.
- •Энтропия. Статистический смысл энтропии и 2-го начала термодинамики.
-
Энтропия. Статистический смысл энтропии и 2-го начала термодинамики.
Функция состояния, дифференциалом которой является dQ/T, называется энтропией и обозначается S (введена Клаузиусом).
Изменение энтропии при переходе системы из состояния А в состояние В определяется формулой
.
Для любой замкнутой системы справедливо неравенство Клаузиуса S 0,
т. е. энтропия замкнутой системы может либо возрастать (в случае необратимых процессов), либо оставаться постоянной (в случае обратимых процессов).
Так как реальные процессы необратимы, то можно утверждать, что все процессы в замкнутой системе ведут к увеличению ее энтропии — принцип возрастания энтропии. Этот принцип лежит в основе еще одной формулировки второго начала термодинамики: возможны лишь такие процессы, происходящие в макроскопической системе, которые ведут к увеличению ее энтропии.
Физический смысл энтропии был выяснен Л. Больцманом, предположившим, что энтропия связана с термодинамической вероятностью состояния системы. Термодинамическая вероятность W состояния системы — это число способов, которыми может быть реализовано данное состояние макроскопической системы, или число микросостояний, осуществляющих данное макросостояние. Формула Больцмана для энтропии имеет следующий вид:
где к — постоянная Больцмана. Следовательно, энтропия может рассматриваться как мера вероятности состояния термодинамической системы. Формула Больцмана дает энтропии следующее смысл: энтропия является мерой неупорядоченности системы. Чем более упорядоченной является система, тем меньшим числом состояний или способов ее можно реализовать, т.е. тем меньше энтропия этой системы.