Энтропия

Приведенное количество тепла не зависит от пути перехода, а определяется только начальными и конечными состояниями системы.

Для обратимых процессов оно является полным дифференциалом функции состояния системы S, называемой энтропией системы.

Энтропия системы определяется с точностью до произвольной постоянной

Физический смысл имеет не сама энтропия, а двух равновесных состояний

Для обратимого процесса

Если переход из начального состояния в конечное осуществляется несколькими последовательными процессами, то полное изменение энтропии равно сумме в каждом процессе.

Энтропия адиабатически изолированной системы в любом обратимом процессе не изменяется.

А в необратимом процессе возрастает

Следовательно изолированной системы не может убывать

Максимально возможное значение энтропии системы достигается в состоянии равновесия.

Для обратимых процессов выполняется термодинамическое тождество

Поэтому элементарная работа

В природе невозможен процесс, в результате которого внутренняя энергия перешла бы полностью в полезную работу.

Чем больше тем меньше вероятность совершенной системой полезной работы, а в состоянии равновесия система не может совершать полезную работу.

Формула Больцмана

Это выражение – еще одна математическая формулировка второго начала термодинамики. Также, как и принцип возрастания энтропии

Явление переноса

Эффективным диаметроммолекул газа называют минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры молекул.

Величина называетсяэффективным сечением взаимодействующих молекул

Uопределяет сечение внутри которого нельзя пренебречь силами отталкивания молекул.

Средняя длина свободного пробега() молекул газа – это среднее расстояние, которое молекулы пробегают между двумя последовательными столкновениями.

При достаточно высоком давлении газа

При значительном разрежении / вакууме

L-характериный размер сосуда

Среднее число столкновений Z молекулы за 1 секунду

Явление переноса возникает при нарушении равновесия в системе и стремятся привести ее в равновесия системы.

Диффузия– процесс выравнивания концентраций веществ, который сопровождается переносом массы соответствует компонента из области с большей концентрацией в области с меньшей концентрацией.

З-н Фика определяет массу газа (, переходимую вследствие диффузии за время тау через площадкуS

градиент плотности компоненты газа

Закон Фика определяет также число молекул газа, переносимых вследствие диффузии через площадку S

Вязкость– возникновение сил внутреннего трения на границе раздела между смежными слоями движущейся среды (жидкости/газа), которые стремятся выровнять скорость слоев.

На рисунке показан поток газа, распространяющийся вдоль оси Оyскорость движения которого изменяется непрерывно от слоя к слою по законуu=u(x). Выделим площадкуS, параллельную слоям потока газа.

Импульс , переносимый из одного слоя в другой через площадкуSза время тау равен

– градиент скорости упорядоченного движения слоев жидкости или газа.

На границе слове возникают силы внутреннего трения

При движении с u=constтел сферической формы, радиусомrв жидкости или газе для определения силы внутреннего трения используется формула Стокса

Теплопроводность– процесс передачи теплоты от более нагретого слоя к менее нагретого

На рисунке показано изменение температуры некоторого вещества вдоль оси Ох

Закон Фурье определяет количество тепла Q, переданного за счет теплопровод через площадкуSза время тау

­