Термодинамика необратимых процессов и проблем экологии

Федеральное агентство образования

ПГПУ им. Белинского

Физико-математический факультет

Кафедра общей физики

Курсовая работа

"Термодинамика необратимых процессов и проблем экологии"

Подготовила: студентка гр. М-42

Отпущенникова Людмила

Проверила: доцент Ляпина Т.В.

Пенза 2007

Содержание

Введение

1. Основные понятия

2. Первое начало термодинамики

3. Энтропия и вероятность

4. Энтропия и приведенная теплота

5. Второе начало термодинамики

6. Обратимые и необратимые процессы

7. О тепловой смерти мира

8. Термодинамическая шкала температур. Третье начало термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля

9. Необходимые и достаточные условия существования систем

10. Энтропия Земли

11. Энтропия и критерий технического прогресса

Библиография

Введение

Термодинамика изучает закономерности теплового движения в равновесных системах и при переходе систем в равновесие (классическая или равновесная, термодинамическая), а так же обобщает эти закономерности на неравновесные системы равновесная термодинамическая или термодинамика необратимых процессов.

Термодинамика необратимых процессов является сравнительно молодым и интенсивно развивающимся разделом термодинамической физики. Она возникла в результате обобщения классической термодинамики на область малых отклонений системы от равновесия и в дальнейшем была распространена на построение теории процессов в сильно неравновесных системах.

Прежде чем перейти к изложению основных законов и методов термодинамики и изучения свойств различных систем, раскроем содержание главных термодинамических понятий.

1. Основные понятия

Макроскопическая система - всякий материальный объект, всякое тело, состоящее из большого числа частиц.

Равновесное состояние системы - это такое состояние, когда в системе не только все параметры постоянны во времени, и нет никаких стационарных потоков за счет действия каких-либо внешних источников.

Изолированная или замкнутая система - система, которая не обменивается с окружающими телами ни энергией, ни веществом.

Открытая система - система, которая обменивается с окружающими телами энергией и веществом.

Закрытая система - система, не обменивающаяся с другими телами веществом, но обменивающаяся энергией.

Энергия системы - энергия непрерывно движущихся и взаимодействующих частиц.

Полная энергия системы разделяется на внешнюю и внутреннюю.

Часть энергии, состоящая из энергии движения системы как целого и потенциальной энергии системы в поле внешних сил, называется внешней энергией. Остальная часть энергии системы называется внутренней энергией.

Количество теплоты - энергия, переданная системе без изменения её внешних параметров.

Процесс называется равновесным или квазистатическим, если все параметры системы изменяются физически бесконечно медленно, так что система все время находится в равновесных состояниях.

Время релаксации - промежуток времени, в течении которого система возвращается в состояние равновесия.

Если изменение какого-либо параметра a происходит за время t, меньшее или равное времени релаксации τ (t≤τ), так что , то такой процесс называется неравновесным или нестатическим.

Процесс перехода системы из состояния 1 в 2 называется обратимым, если возвращение этой системы в исходное состояние из 2 в 1 можно осуществить без каких бы то ни было изменений в окружающих внешних телах.

Процесс же перехода системы из состояния 1 в 2 называется необратимым, если обратный переход системы из 2 в 1 нельзя осуществить без изменений в окружающих телах.

2. Первое начало термодинамики

Термодинамика - дедуктивная наука. Её основные успехи могут быть охарактеризованы тем, что она позволяет получить множество различных соотношений межу величинами, определяющими состояние тел, опираясь на весьма общие электрические законы - начала-термодинамики.

Обсудим содержание этих основных законов и соответствующим им основных уравнений термодинамики.

Одной из аксиом термодинамики является первое началотермодинамики, утверждающее следующее: внутренняя энергия термодинамической системы является функцией состояния, изменяющейся только при взаимодействии с окружением. Изменение внутренней энергии связано с работой и количеством теплоты уравнением первого начала термодинамики:

δQ = dE + δА. ( 1)

Выражение (1) посуществу является законом сохранения энергии, описывающим взаимодействие макросистемы с окружением.

Первое начало термодинамики, устанавливая связь между dE, δА и δQ, тем самым позволяет свести измерение dE к измерению макроскопических величин, таких как работа или количество теплоты.

С другой стороны, первое начало термодинамики позволяет сделать определенный вывод о той механической работе, которую можно получить в том или ином процессе, что представляет большой практический интерес. Исторически установление первого начала термодинамики (закона сохранения энергии) было связано как раз с неудачами при попытках сконструировать машину, которая совершала бы работу, не затрачивая при этом никакой энергии и не получая теплоты извне. В термодинамике такую неосуществимую маш

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать