Понятие термодинамического равновесия и температуры.
Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. В соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам (1960г.) в настоящее время рекомендовано применять только две температурные шкалы – термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в кельвинах и градусах Цельсия. Анализ показывает, что 0К (абсолютный нуль) недостижим, хотя приближение к нему сколь угодно близко возможно.
Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного его термодинамического параметра, называется термодинамическим процессом. Макроскопическая система находится в термодинамическом равновесии, если её состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).
Абсолютная температура – Т(k) = t°(c) + 273°
Состояние термодинамического равновесия – это состояние, в которое приходит макросистема при изолировании данной системы от других систем (существуют открытые и изолированные системы). Получить изолированную систему очень сложно.
Понятие температуры можно применять к изолированным системам или к системам, находящимся в стационарном состоянии. (Градисит температуры – перепад температуры.)
Термодинамическое равновесие – состояние системы, в которой тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми температурами и давлением. Достигнув этого состояния, система сама по себе из него не выходит. Значит все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы.
Теплота, внутренняя энергия и работа. Первое начало (закон) термодинамики.
Внутренняя энергия – энергия теплового (поступательного, вращательного и колебательного) движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия.
Возможны два способа изменения внутренней энергии термодинамической системы при её взаимодействии с внешними телами: путём совершения работы и путём теплообмена.
Когда системы взаимодействуют между собой они обмениваются энергией.
Работа связана с перемещением, теплообмен связан с теплотой.
Известно, что в процессе превращения энергии выполняется закон сохранения энергии. Поскольку тепловое движение тоже механическое (только не направленное, а хаотическое), то при всех превращениях должен выполняться закон сохранения энергии не только внешних, но и внутренних движений. В этом заключается качественная формулировка закона сохранения энергии для термодинамической системы – первое начало термодинамики. Количественная его формулировка: количество теплоты rQ, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии rU и на совершение теплом работы rА, т.е.
rQ,= rU + rА.
Q – теплота полученная макросистемой от других систем.
rU – изменение внутренней энергии макросистемы.
А – работа, которую совершила макросистема над другими системами.
Если отдает тепло – «- Q», если получает - « + Q».
Если совершает работу – «-А», если над системой – «+А».
Из первого начала термодинамики следует важный вывод: невозможен вечный двигатель первого рода, т.е. такой двигатель, который совершал бы работу «из ничего», без внешнего источника энергии. При наличии внешнего источника часть энергии неизбежно переходит в энергию теплового, хаотического движения молекул, что и является причиной невозможности полного превращения энергии внешнего источника в полезную работу.
Многочисленные опыты показывают, что все тепловые процессы необратимы в отличие от механического движения.
Если реализуется какой-либо термодинамический процесс, то обратный процесс, при котором проходятся те же тепловые состояния, но только в обратном направлении, практически невозможен. Другими словами, термодинамические процессы необратимы.
Дополнительно
Технология выращивания кукурузы на зерно
Кукуруза — одна из основных
культур современного мирового земледелия. Это культура разностороннего
использования и высокой урожайности. На продовольствие в странах мира
используется около 20% зерна кукурузы, на технические цели — 15 — 20% и
примерно две трети — на корм.
Кукурузу выращивают во ...
Технология выращивания сахарной свеклы в Сумской области
Сахарная свекла - важная техническая культура, корнеплод которой
достигает 500г и больше, содержит 19-22% сахара и более, является основным
сырьем для сахарной промышленности. Кроме сахара, в процессе переработки
корнеплодов получают ценные дополнительные продукты - мелясу и жом. Ботва
сахарной св ...