Основи МКТ Вступ до термодинаміки
Основи МКТ
Принципи вимірювання температури
Принципи вимірювання температури
Принципи вимірювання температури
Принципи вимірювання температури
Пояснення тиску
Пояснення тиску
Основне рівняння МКТ
Рівняння Клапейрона-Мендєлєєва
Ізопроцеси Ізотермічний. (Бойля-Маріотта) T- const pV=const
Реальні гази
Ізотерми Ван-дер-Ваальса
Ізотерми Ван-дер-Ваальса
Термодинаміка
Теплопередача
Термодинаміка
Внутрішня енергія
Робота газу
Термодинаміка
Термодинаміка
Теплоємність газів
Термодинаміка
Термодинаміка
II закон термодинаміки
II закон термодинаміки
Тепловий двигун
Машина Карно
Цикл Карно
Теплові машини

Основи МКТ. Вступ до термодинаміки

1. Основи МКТ Вступ до термодинаміки

Зінчук В.М.

2. Основи МКТ

m0V 2
Ek 0
2
m0 2
2
2
Ek
(V1 V2 ... VN )
2
2
2
2
mVñåð.êâ
m0 V1 V2 ... VN
Ek
2
N
2
3RT
Vñåð.êâ
M
3
E k kT
2
2

3. Принципи вимірювання температури

Типи температурних шкал
Абсолютна: Т, K
Цельсія: t, 0C
Т= t+273,15
273,15
0
-273,15
0
Плавлення льоду
Припинення теплового
руху молекул
(абсолютний нуль)

4. Принципи вимірювання температури

Використання теплового розширення речовин
Рідинний термометр
Біметалічні термометри
Метал 2
Метал 1

5. Принципи вимірювання температури

Використання залежності опору від температури
Термодатчик
R
R=R0(1+ t)
V
+
Блок стабілізації струму

6. Принципи вимірювання температури

Використання залежності контактної різниці потенціалів
від температури (термопари)
Термопара
Метал 1
e
=A1-A2
Метал 2
V
A1>A2
A1=k1T A2=k2T
T
– електрорушійна сила
e – заряд електрона
A – робота виходу
електронів з речовини
Спай металів

7. Пояснення тиску

1
P0 2m0Vx
P 2 Zm0Vx
2
1
Z nSVx t
2
Fx t P
Fx
2
p1
nmVx
S

8. Пояснення тиску

Fx
2
p1
nmVx
S
2
p2 nmV y
p3 nmVz
2
2
2
2
3 p nm(Vx V y Vz )
2
1
3
1
p nmV 2
3
2
- Основне рівняння МКТ
p n Ek
3
1
p V 2
3

9. Основне рівняння МКТ

2
1
p nkT
m
pV RT
3
Fx
2
p1
nmVx
S
2
p n Ek
3
1
2
p V
3
Рівняння
КлайперонаМєндєлєєва
pV
const
T
Рівняння
Клайперона

10. Рівняння Клапейрона-Мендєлєєва

Рівняння Клайперона
pV
const
T
Ізопроцеси
p -const
V -const
T -const

11. Ізопроцеси Ізотермічний. (Бойля-Маріотта) T- const pV=const

12.

Ізопроцеси
Ізохоричний. (Гей-Люссака)
V-const p/T=const

13.

Ізопроцеси
Ізобаричний. (Ж. Шарля)
p-const V/T=const

14. Реальні гази

Ідеальний газ:
рівняння
Клапейрона-Мендєлєєва
Рівняння
Ван-дер-Ваальса
(1873)
m
pV RT
( p a 2 )(V b) RT
V
a
( p 2 )(V b) RT
V
2

15. Ізотерми Ван-дер-Ваальса

( p a 2 )(V b) RT
V
2
2
( p a 2 )(V b) RT
V

16. Ізотерми Ван-дер-Ваальса

2
( p a 2 )(V b) RT
V

17. Термодинаміка

Внутрішня енергія тіла - сума всіх кінетичних та потенціальних енергій
взаємодії між собою молекул тіла.
Температура - фізична величина, що є мірою внутрішньої енергії тіла.
Змінити внутрішню енергію тіла можна:
•виконанням над тілом роботи;
•теплопередачею.
Кількість теплоти – енергія, яка передається тілу за допомогою
теплопередачі.
Види теплопередачі:
•теплопровідність: передача внутрішньої енергії від більш нагрітих
ділянок тіла до менш нагрітих за рахунок співударянь молекул речовини;
•конвекція: перемішування теплих та холодних шарів рідини або газу за
рахунок різниці їх густин;
•випромінювання: передача енергії за допомогою електромагнітних
хвиль (світла, зокрема).

18. Теплопередача

Q=rm
Q=-rm
Q=cm(T2-T1)
Q=λm
Q=cm(T2-T1)
Q=-λm

19. Термодинаміка

I закон термодинаміки
Кількість теплоти Q, що передано системі, частково іде на
збільшення її внутрішньої енергії U, а решта на
виконання нею роботи A над зовнішніми тілами.
Q= U+A

20. Внутрішня енергія

i
U RT
2
і - найменше число незалежних координат, що визначають
положення та конфігурацію молекули в просторі.
одноатомний газ: i=3
двоатомний газ: i=5
Теорема про рівномірний розподіл енергії за ступенями вільності:
Якщо система перебуває у тепловій рівновазі при температурі Т, то середня
кінетична енергія молекули рівномірно розподілена між всіма ступенями вільності і
дорівнює:
1
kT
2

21. Робота газу

Нехай р-const.
S=A
A= p (V2-V1)

22. Термодинаміка

Адіабатний процес – при якому не відбувається
теплообміну з зовнішніми тілами.
Q=0
або
A= - U

23. Термодинаміка

Ізотермічний
T-const U=0
Q=A
Ізохоричний
V –const A=0
Ізобаричний
p-const A=p(V2-V1)
Q= U
Q= U + A

24. Теплоємність газів

Q C (T2 T1 )
p const , Q U p V
V const , Q U
C p Cv R
- співвідношення Майєра:

25. Термодинаміка

Процес наз. оборотним, якщо він допускає
можливіість повернення системи до початкового стану
без будь-яких змін у навколишньому середовищі
Необоротні процеси:
•розширення газу у вакуум
•перехід при дії сили тертя мех. енергії у внутрішню

26. Термодинаміка

II закон термодинаміки
Процес, при якому теплота передається від менш
нагрітих тіл до більш нагрітих без виконання роботи
ззовні – неможливий.
Клаузиус Рудольф: 1850

27. II закон термодинаміки

Макс Планк:
періодичний процес, єдиним результатом
якого було б перетворення теплоти в
роботу — неможливий.
Т1
!
А
Р.Т.
нагрівач
А
Т1
Р.Т.
Т2
холодильник

28. II закон термодинаміки

Уільям Тоомсон, лорд Кеольвін
Неможливо побудувати теплову машину,
яка б виконувала роботу за рахунок
внутрішньої енергії найбільш холодного тіла
в системі.
// Вічний двигун 2-го роду - неможливий

29. Тепловий двигун

нагрівач
Т1
Q1
А
Р.Т.
Q1 Q2
Q1
Q2
Т2
холодильник
T1 T2
T1

30. Машина Карно

31. Цикл Карно

T1 T2
T1
Q1 Q2
Q1

32. Теплові машини

33.

Теплові машини
English     Русский Правила