- •1.Предмет и задачи тд. Модели тд.
- •2.Модели тд. Объяснение агрегатных состояний вещества.
- •3.Методы тд.
- •4.Исходные понятия тд.
- •5.Постулаты термодинамики.
- •6.Начала тд.
- •7.Термическое и калорическое уравнения состояния. Термическое уравнение состояние идеального газа.
- •8.Внутренняя энергия идеального газа. Калорическое уравнение состояние идеального газа.
- •9.I начало термодинамики.
- •I начало тд обобщает закон сохранения энергии для тд процессов: количество теплоты, сообщаемое системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы.
- •10.Теплоемкость.
- •11.Теплоемкость идеального газа.
- •12. 13.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Число степеней свободы молекул. Число степеней свободы молекул. Выражение для внутренней энергии идеального газа.
- •14.Изохорический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •15.I начало термодинамики в изохорическом процессе.
- •16.Изобарический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •17. I начало термодинамики в изобарическом процессе.
- •18.Изотермический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •19.I начало термодинамики в изотермическом процессе.
- •20.Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты. График адиабаты.
- •21.I начало термодинамики в адиабатическом процессе.
- •22.Политропный процесс. Уравнение политропы, показатель политропы, график политропы.
- •23.I начало термодинамики в политропном процессе.
- •24.Изопроцессы как предельные случаи политропного процесса.
- •25.Обратимые и циклические процессы.
- •26. Тепловые машины. Эффективность работы тепловой машины.
- •27.Холодильные машины. Эффективность работы холодильной машины.
- •28.29.Цикл Карно. К.П.Д. Цикла Карно. Идеальная тепловая машина Карно.
- •30. I Теорема Карно.
- •31.II теорема Карно. Реальные тепловые машины.
- •32.II начало термодинамики в формулировках Кельвина и Клаузиуса.
- •33.Тождество Клаузиуса, неравенство Клаузиуса.
- •34. Понятие энтропии. Свойства энтропии. Размерность.
- •35.Энтропия в обратимых и необратимых процессах.
- •36. Энтропия идеального газа.
- •37.III начало тд. Следствия III начала тд.
- •38.Энтальпия.
- •39.Свободная энергия идеального газа.
- •40.Метод тд потенциалов.
- •С 41 по 46 не разделила!смотреть тут(то что красным)!!!:
- •48.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном объеме.
- •49.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном внешнем давлении.
- •50.Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и давлении.
- •51. Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и объеме.
- •52.Условия равновесия и устойчивости системы с переменным числом частиц в термостате, при постоянных химическом потенциале и объеме.
- •53. Условия равновесия и устойчивости двухфазной однокомпонентной изолированной системы.
- •54.Принцип Ле Шателье-Брауна. Примеры проявления принципа Ле Шателье-Брауна.
- •55.Начала статистической физики: исходные понятия теории вероятности.
- •56.Начала статистической физики: макро- и микросостояния, статистический ансамбль, микроканонический ансамбль, постулат равновероятности.
- •57.Начала статистической физики: эргодическая гипотеза, статистический вес, статистическое толкование энтропии.
- •58.Начала статистической физики: флуктуации.
- •65.Характерные скорости распределения Максвелла: средняя квадратичная скорость.
- •66.Характерные скорости распределения Максвелла: наиболее вероятная скорость.
- •67. Подсчет числа молекул скорости, которых лежат в заданном диапазоне.
- •68.Экспериментальная проверка закона распределения.
- •69.Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа.
- •70.Вывод уравнения состояния. Закон Дальтона. Закон Авогадро.
- •71.72.( Не разделены!)Распределение Больцмана. (72)Барометрическая формула.
- •73.Экспериментальное определение постоянной Авогадро.
- •74.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
- •75.Расхождение теории теплоемкости идеального газа с экспериментом.
- •76.Статистика Ферми-Дирака (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •77.Статистика Бозе-Эйнштейна (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •78.Длина свободного пробега.
- •79.Частота столкновений в единицу времени, понятие физического вакуума.
- •80.Явления переноса: теплопроводность.
- •81.Явления переноса: диффузия.
- •82.Явления переноса: вязкое трение.
- •83.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения переноса параметра .
- •84.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента диффузии.
- •85.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента теплопроводности.
- •86.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента вязкости.
- •87.Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
- •88.Вывод уравнения Ван-дер-Ваальса.
- •89.Изотермы Ван-дер-Ваальса.
- •Часть 7—6 — отвечает газообразному состоянию;
- •Часть 2—1 — жидкому;
- •Часть 6—2, — горизонтальный участок, соответствующий равновесию жидкой и газообразной фаз вещества.
- •90.Фазовые переходы. Уравнения Клайперона-Клаузиуса.
- •91.Поверхностное натяжение в жидкостях.
- •92.Смачивание
- •93.Капиллярные явления. Формула Лапласса.
- •94.Строение твердых тел. Классификация элементарных ячеек.
- •95.Дефекты кристаллических решеток.
- •96.Температура. Температурные шкалы. Способы измерения.
10.Теплоемкость.
Теплоемкость определяет количество теплоты, необходимое для изменения температуры системы на К, т.е. .
Поскольку количество теплоты , необходимое для изменения температуры системы на , зависит от характера происходящего при этом процесса, то и теплоемкость системы так же зависит от процесса. Это означает, что теплоемкость является не функцией состояния системы, а функцией процесса: одна и та же система в зависимости от происходящего в ней при нагревании процесса обладает различными теплоемкостями. Численно величина изменяется в пределах от до . Наибольшее практическое значение имеют теплоемкости и - теплоемкости для процессов при постоянном давлении и постоянном объеме. Теплоемкость величина аддитивная, поэтому в ТД чаще используются
удельная теплоемкость – теплоемкость единицы массы вещества: , и соответствующие ей удельные теплоемкости при постоянном давлении и объеме ,
молярная теплоемкость – теплоемкость одного моля вещества: , и соответствующие ей молярные теплоемкости при постоянном давлении и объеме .
С определение теплоемкости тесно связано понятие о термостате. Термостат – тело с настолько большой теплоемкостью , что его температура при теплообмене с какой-либо системой не меняется. Когда говорят о системе помещенной в термостат, то имеют в виду систему, в которой при всех происходящих в ней процессах (расширение, намагничивание и т.д.) температура поддерживается постоянной.
Первое начало ТД позволяет найти значения различных теплоемкостей и установить связь между ними, если известны термическое и калорическое уравнения состояния системы.
В общем случае внутренняя энергия является функцией объема и температуры (калорическое уравнение), тогда приращение внутренней энергии, выраженное через приращение независимых переменных .
Первое начало ТД для одного моля вещества с учетом калорического уравнения состояния
, отсюда
получим выражение для молярной теплоемкости:
.
11.Теплоемкость идеального газа.
Рассмотрим ТД процессы над идеальным газом. Получим выражения для молярных теплоемкостей идеального газа.
Опыт показал (Гей-Люсак и Джоуль-Томсон, поставили опыт по расширению газа в пустоту), что внутренняя энергия идеального газа, который подчиняется уравнению состояния идеального газа, зависит только от температуры , и не зависит от занимаемого им объема.
Для идеального газа термическим уравнением состояния является уравнение Менделеева-Клапейрона для одного моля вещества .
В процессе при постоянном объеме , приращение , тогда I начало ТД
и .
Результаты опыта показывают, что у одноатомных газов теплоемкость не зависит от температуры. Для других идеальных газов существует слабая зависимость теплоемкости от температуры. Т.е. в широких температурных пределах можно считать для идеальных газов . Отсюда, учитывая, что для идеального газа внутренняя энергия является только функцией температуры , и не зависит от объема, получим для идеальных газов калорическое уравнение состояния:
.
В процессе при постоянном давлении над идеальным газом первое начало ТД с учетом выражения :
, тогда
для одного моля идеального газа, учитывая уравнение состояния , и производные , , получим .
Таким образом, зная явный вид функции для идеального газа можно определить явный вид зависимостей значения молярных теплоемкостей.