68. 69. 70. Явление переноса.

Нарушение равновесия сопровождается возникновением потоков либо молекул, либо тепла, либо эл заряда и т.п. В связи с этим соответствующие процессы носят названия явлений переноса. Явления переноса представляют собой необратимые процессы.

Теплота передается посредством конвекции(направленный поток более теплой жидкости или газа к более холодным частям), теплопроводности и излучения.

Теплопроводность. Пусть системе сообщено некоторое количество тепла. При этом некоторая часть системы оказывается более нагретой, откуда тепло посредством столкновений распространяется по всему объему, т. е. возникает поток тепла. Переносимая физическая величина в этом случае — тепло. .

Количество теплоты, переданное слоем вещества толщиной , площади S при поддерживании на его плоскостях разности температур за время t.

‑ коэффициент теплопроводности.

Диффузия. Если в систему добавляется некоторое количество частиц того или другого сорта, то в объеме возникает неоднородное распределение концентрации этих частиц и в силу указанных причин возникает поток концентрации этих частиц. Процесс выравнивания концентраций, обусловленный механизмом столкновений, называется диффузией.

,,

D - коэффициент диффузии, – изменение концентрации.

Вязкость. При относительном параллельном смещении слоев жидкости или газа в нем возникают силы трения, тормозящие движение слоев, движущихся с большей скоростью , и ускоряющие слои с меньшей скоростью. Причиной вязкости является перенос количества движения (импульса) упорядоченного движения молекулами, переходящими из одного слоя в другой. Импульс течет в направлении убывания скорости.

Величина силы внутреннего трения:

,

Где - отношение разности скоростей слоев к расстоянию между ними. S- площадь соприкосновения слоев. v -коэффициент вязкости среды.

61. Энтропия. Расчет изменения энтропии при различных изопроцессах.

Вероятность макросостояния пропорциональна его статистическому весу Ω, т. е. числу микроскопических способов, которым может быть осуществлено данное макросостояние.

В качестве характеристики вероятности состояния принимается величина S, пропорциональная логарифму статистического веса. Определенную таким способом величину S = k∙lnΩ

называют энтропией системы.

Энтропия — важная термодинамическая характеристика системы, и есть величина

Св-ва:

1. Энтропия изолированной системы при протекании необратимого процесса возрастает (тепло само по себе не может переходить от менее нагретых к более нагретым телам). Действительно, изолированная (т. е. предоставленная самой себе) система переходит из менее вероятных в более вероятные состояния, что сопровождается ростом величины S.

2. Энтропия системы, находящейся в равновесном состоянии, максимальна.

Утверждение о том, что энтропия изолированной системы может только возрастать (либо по достижении максимального значения оставаться неизменной), носит название закона возрастания энтропии или второго начала термодинамики. Иначе можно сказать, что энтропия изолированной системы не может убывать.

Рассмотрим изменение энтропии идеального газа.

,

Где А и В – пределы интегрирования, соответствующие начальному и конечному состояниям системы. dQ – количество полученного тепла. Т – темпер системы.

Энтропия является функцией состояния. Поэтому она должна зависеть от параметров, определяющих состояние системы. Например она может быть представлена как функция p и Т, либо V и Т и т.д.

1. p=const

,

где С_р(Т) – теплоемкость тела при постоянном давлении, которая является функ темп.

2. V=const

,

где С_V(Т) – теплоемкость тела при постоянном объеме.

3. при изотермическом расширении его от объема V₁ до V₂.

совершаемая при этом механическая работа

.

При изотермическом процессе работа равна теплу, переданному или отданному системой A = ΔQ. По определению и, стало быть, энтропия

.