Термодинамика Скачать
презентацию
<<  Второй закон термодинамики Термодинамический и статистический методы  >>
Сегодня среда, 1 декабря 2010 г
Сегодня среда, 1 декабря 2010 г
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Т п у
Тема 6. ЭНТРОПИЯ
Тема 6. ЭНТРОПИЯ
6.1. Приведенная теплота
6.1. Приведенная теплота
Отношение теплоты Q в изотермическом процессе к температуре, при
Отношение теплоты Q в изотермическом процессе к температуре, при
Термодинамика
Термодинамика
Термодинамика
Термодинамика
Суммируя приведенную теплоту на всех участках процесса, получим: Тогда
Суммируя приведенную теплоту на всех участках процесса, получим: Тогда
Этот результат справедлив для любого обратимого процесса
Этот результат справедлив для любого обратимого процесса
Это позволяет ввести новую функцию состояния S: (6
Это позволяет ввести новую функцию состояния S: (6
Понятие энтропии было впервые введено Рудольфом Клаузиусом в 1865 г
Понятие энтропии было впервые введено Рудольфом Клаузиусом в 1865 г
Клаузиус Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) – немецкий
Клаузиус Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) – немецкий
Клаузиус Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) – немецкий
Клаузиус Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) – немецкий
В 1850 г. получил общие соотношения между теплотой и механической
В 1850 г. получил общие соотношения между теплотой и механической
6.2. Изменение энтропии в изопроцессах
6.2. Изменение энтропии в изопроцессах
Таким образом, по этой формуле можно определить энтропию лишь с
Таким образом, по этой формуле можно определить энтропию лишь с
Так как, а то или (6
Так как, а то или (6
т.е. изменение энтропии
т.е. изменение энтропии
изобарический: т.к. Р1 = Р2, изотермический: т.к. адиабатический:
изобарический: т.к. Р1 = Р2, изотермический: т.к. адиабатический:
Изменение энтропии в изопроцессах:
Изменение энтропии в изопроцессах:
6.3. Поведение энтропии в процессах изменения агрегатного состояния
6.3. Поведение энтропии в процессах изменения агрегатного состояния
1. Переход вещества из твердого состояния (фазы) в жидкое называется
1. Переход вещества из твердого состояния (фазы) в жидкое называется
4. Закон плавления: количество тепла
4. Закон плавления: количество тепла
Этот закон справедлив и для кристаллизации, правда, с одним отличием:
Этот закон справедлив и для кристаллизации, правда, с одним отличием:
Изменение энтропии в процессе этого фазового перехода можно найти
Изменение энтропии в процессе этого фазового перехода можно найти
Тогда можно использовать термодинамический смысл энтропии: с точки
Тогда можно использовать термодинамический смысл энтропии: с точки
или
или
Так как температура системы в данном фазовом переходе не меняется и
Так как температура системы в данном фазовом переходе не меняется и
Из этой формулы следует, что при плавлении энтропия возрастает, а при
Из этой формулы следует, что при плавлении энтропия возрастает, а при
Поэтому при равной температуре энтропия твердого тела меньше энтропии
Поэтому при равной температуре энтропия твердого тела меньше энтропии
Фазовый переход «жидкость – газ»
Фазовый переход «жидкость – газ»
2: при испарении система поглощает тепло, при конденсации – теряет
2: при испарении система поглощает тепло, при конденсации – теряет
В процессе фазового перехода «жидкость – газ» температура остается
В процессе фазового перехода «жидкость – газ» температура остается
Коэффициент пропорции r в этом выражении, есть константа, зависящая от
Коэффициент пропорции r в этом выражении, есть константа, зависящая от
Изменение энтропии в этом процессе можно найти просто, считая процесс
Изменение энтропии в этом процессе можно найти просто, считая процесс
Из формулы следует, что при испарении энтропия возрастает, а при
Из формулы следует, что при испарении энтропия возрастает, а при
Физический смысл этого результата состоит в различии фазовой области
Физический смысл этого результата состоит в различии фазовой области
занятой жидкостью, но не имеет возможности «оторваться от коллектива»
занятой жидкостью, но не имеет возможности «оторваться от коллектива»
Молекулы газа ведут себя иначе
Молекулы газа ведут себя иначе
Поэтому при равных температурах фазовая область молекул газа
Поэтому при равных температурах фазовая область молекул газа
6.4. Изменения энтропии при обратимых и необратимых процессах
6.4. Изменения энтропии при обратимых и необратимых процессах
Обратимый цикл Карно
Обратимый цикл Карно
Изменение энтропии нагревателя: (6
Изменение энтропии нагревателя: (6
то , т.е. или (6
то , т.е. или (6
Необратимый цикл
Необратимый цикл
Таким образом или (6
Таким образом или (6
Тогда для замкнутой системы (6
Тогда для замкнутой системы (6
6.5. Второе начало термодинамики
6.5. Второе начало термодинамики
Исторически второе начало термодинамики возникло из анализа работы
Исторически второе начало термодинамики возникло из анализа работы
Исторически второе начало термодинамики возникло из анализа работы
Исторически второе начало термодинамики возникло из анализа работы
Термодинамика
Термодинамика
Чтобы термический коэффициент полезного действия теплового двигателя
Чтобы термический коэффициент полезного действия теплового двигателя
1. Невозможен процесс, единственным результатом которого является
1. Невозможен процесс, единственным результатом которого является
Математической формулировкой второго начала является выражение
Математической формулировкой второго начала является выражение
При обратимомном процессе (6
При обратимомном процессе (6
Первое и второе начала термодинамики в объединенной форме имеют вид:
Первое и второе начала термодинамики в объединенной форме имеют вид:
6.6. Свободная и связанная энергии
6.6. Свободная и связанная энергии
Обозначим, , где F – разность двух функций состояний, поэтому сама
Обозначим, , где F – разность двух функций состояний, поэтому сама
Следовательно свободная энергия есть та работа, которую могло бы
Следовательно свободная энергия есть та работа, которую могло бы
Внутренняя энергия системы U равна сумме свободной (F) и связанной
Внутренняя энергия системы U равна сумме свободной (F) и связанной
В термодинамике есть еще понятие – энергетическая потеря в
В термодинамике есть еще понятие – энергетическая потеря в
При любом необратимом процессе энтропия увеличивается до того, пока не
При любом необратимом процессе энтропия увеличивается до того, пока не
6.7. Статистический смысл энтропии
6.7. Статистический смысл энтропии
Макросостояние – это состояние вещества, характеризуемое его
Макросостояние – это состояние вещества, характеризуемое его
Термодинамической вероятностью или статистическим весом макросостояния
Термодинамической вероятностью или статистическим весом макросостояния
В состоянии равновесия в термодинамике и вероятность максимальна и
В состоянии равновесия в термодинамике и вероятность максимальна и
А вероятность сложного события, есть произведение вероятностей где W1
А вероятность сложного события, есть произведение вероятностей где W1
Больцман предложил, что (6
Больцман предложил, что (6
Связь между S и W позволяет несколько иначе сформулировать второе
Связь между S и W позволяет несколько иначе сформулировать второе
Энтропия – вероятностная статистическая величина
Энтропия – вероятностная статистическая величина
Российские физики Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков, так же опровергли эту
Российские физики Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков, так же опровергли эту
6.8. Третье начало термодинамики
6.8. Третье начало термодинамики
Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 – 1941) – немецкий физик и физико-
Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 – 1941) – немецкий физик и физико-
Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 – 1941) – немецкий физик и физико-
Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 – 1941) – немецкий физик и физико-
Согласно Нернсту, изменение энтропии
Согласно Нернсту, изменение энтропии
Как первое и второе начала термодинамики, теорема Нернста может
Как первое и второе начала термодинамики, теорема Нернста может
Отсюда следует, что при T
Отсюда следует, что при T
При T = 0, внутренняя энергия и тепловая функция системы прекращают
При T = 0, внутренняя энергия и тепловая функция системы прекращают
Согласно классическим представлениям при абсолютном нуле, возможно
Согласно классическим представлениям при абсолютном нуле, возможно
Третье начало термодинамики иногда формулируют следующим образом: при
Третье начало термодинамики иногда формулируют следующим образом: при
Принцип Нернста бал развит Планком, предположившим, что при абсолютном
Принцип Нернста бал развит Планком, предположившим, что при абсолютном
Следствием Третьего начала является то что, невозможно охладить тело
Следствием Третьего начала является то что, невозможно охладить тело
Картинки из презентации «Энтропия» к уроку физики на тему «Термодинамика»

Автор: Кузнецов С.И.. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Энтропия.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 306 КБ.

Скачать презентацию

Энтропия

содержание презентации «Энтропия.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Сегодня среда, 1 декабря 2010 г. 43Необратимый цикл. Мы знаем, что т.е., (6.4.4) Отсюда тогда.
2Т п у. Молекулярная физика термодинамика. Доцент кафедры 44Таким образом или (6.4.5) Это неравенство Клаузиуса. При
Общей физики Кузнецов Сергей Иванович. Сегодня среда, 1 декабря любом необратимом процессе в замкнутой системе энтропия
2010 г. возрастает (dS > 0).
3Тема 6. ЭНТРОПИЯ. ВТОРОЕ И ТРЕТЬЕ НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ. 6.1. 45Тогда для замкнутой системы (6.4.7) – математическая запись
Приведенная теплота. Энтропия 6.2. Изменение энтропии 6.3. второго начала термодинамики. Таким образом, для произвольного
Поведение энтропии в процессах изменения агрегатного состояния процесса, (6.4.6) где, знак равенства – для обратимого процесса;
6.4. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах 6.5. знак больше ? для необратимого.
Второе начало термодинамики 6.6. Свободная и связанная энергии 466.5. Второе начало термодинамики. Термодинамика, это наука о
6.7. Статистический смысл энтропии 6.8. Третье начало тепловых процессах, о превращении тепловой энергии. Для описания
термодинамики. термодинамических процессов первого начала термодинамики
46.1. Приведенная теплота. Энтропия. Из рассмотренного цикла недостаточно. Выражая общий закон сохранения и превращения
Карно (п. 5.4) видно, что равны между собой отношения теплот к энергии, первое начало не позволяет определить направление
температурам, при которых они были получены или отданы в протекания процессов.
изотермическом процессе: 47Исторически второе начало термодинамики возникло из анализа
5Отношение теплоты Q в изотермическом процессе к температуре, работы тепловых двигателей. Рассмотрим схему теплового
при которой происходила передача теплоты, называется приведенной двигателя. От термостата с более высокой температурой Т1,
теплотой : (6.1.1) Для подсчета приведенной теплоты в называемого нагревателем за цикл отнимается количество теплоты
произвольном процессе необходимо разбить этот процесс на Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, называемому
бесконечно малые участки, где Т можно считать константой. холодильником за цикл передается количество теплоты Q2 и
Приведенная теплота на таком участке будет равна. совершается работа.
6 48
7Суммируя приведенную теплоту на всех участках процесса, 49Чтобы термический коэффициент полезного действия теплового
получим: Тогда в обратимом цикле Карно имеем: двигателя был , должно быть выполнено условие , т.е. тепловой
8Этот результат справедлив для любого обратимого процесса. двигатель должен иметь один источник теплоты, а это невозможно.
Таким образом, для процесса, происходящего по замкнутому циклу Н. Карно в 1824 г. доказал, что для работы теплового двигателя
(6.1.2) Из равенства нулю интеграла, взятого по замкнутому необходимо не менее двух источников теплоты с различными
контуру, следует, что подынтегральное выражение - есть полный температурами. Невозможность создания вечного двигателя второго
дифференциал некоторой функции, которая определяется только рода подтверждается вторым началом термодинамики:
состоянием системы и не зависит от пути, каким система пришла в 501. Невозможен процесс, единственным результатом которого
это состояние. является превращение всей теплоты, полученной от нагревателя в
9Это позволяет ввести новую функцию состояния S: (6.1.3) эквивалентную ей работу (формулировка Кельвина) 2. Невозможен
Функция состояния, полный дифференциал которой равен , вечный двигатель второго рода (формулировка Томпсона-Планка). 3.
называется энтропией. Энтропия S – это отношение получен-ной или Невозможен процесс, единственным результатом которого является
отданной теплоты к температу-ре, при которой происходил этот передача энергии от холодного тела к горячему (формулировка
процесс. Клаузиуса).
10Понятие энтропии было впервые введено Рудольфом Клаузиусом в 51Математической формулировкой второго начала является
1865 г. Для обратимых процессов изменение энтропии: (6.1.4) - выражение Энтропия замкнутой системы при любых происходивших в
это выражение называется равенство Клаузиуса. ней процессах не может убывать (или увеличивается или остается
11Клаузиус Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) – немецкий неизменной).
физик-теоретик, один из создателей термодинамики и кинетической 52При обратимомном процессе (6.5.1) При необратимом процессе,
теории газов. Его работы посвящены молекулярной физике, как доказал Клаузиус (6.5.2) ? изменение энтропии больше
термодинамике, теории паровых машин, теоретической механике, приведенной теплоты. Тогда тогда эти выражения можно объединить:
математической физике. Развивая идеи Н. Карно, точно (6.5.3).
сформулировал принцип эквивалентности теплоты и работы. 53Первое и второе начала термодинамики в объединенной форме
12В 1850 г. получил общие соотношения между теплотой и имеют вид: (6.5.4).
механической работой (первое начало термодинамики) и разработал 546.6. Свободная и связанная энергии. Как следует из первого и
идеальный термодинамический цикл паровой машины (цикл второго начала термодинамики в объединенной форме в обратимом
Ранкина-Клаузиуса). Ввел понятие энтропии. процессе: Это равенство можно переписать в виде .
136.2. Изменение энтропии в изопроцессах. Энтропия системы 55Обозначим, , где F – разность двух функций состояний,
является функцией ее состояния, определенная с точностью до поэтому сама является также функцией состояния. Ее назвали
произвольной постоянной. Если система совершает равновесный свободной энергией. Тогда (6.6.1) Если тело совершает обратимый
переход из состояния 1 в состояние 2, то изменение энтропии: изотермический процесс, то.
(6.2.1). 56Следовательно свободная энергия есть та работа, которую
14Таким образом, по этой формуле можно определить энтропию могло бы совершить тело в обратимом изотермическом процессе или,
лишь с точностью до аддитивной постоянной, т.е. начало энтропии свободная энергия – есть максимальная возможная работа, которую
произвольно. Физический смысл имеет лишь разность энтропий. может совершить система, обладая каким-то запасом внутренней
Исходя из этого, найдем изменения энтропии в процессах энергии.
идеального газа. 57Внутренняя энергия системы U равна сумме свободной (F) и
15Так как, а то или (6.2.2). связанной энергии (TS): Связанная энергия – та часть внутренней
16т.е. изменение энтропии ?S1?2 идеального газа при переходе энергии, которая не может быть превращена в работу – это
его из состояния 1 в состояние 2 не зависит от вида перехода 1? обесцененная часть внутренней энергии. При одной и той же
2. Каждый из изопроцессов идеального газа характеризуется своим температуре, связанная энергия тем больше, чем больше энтропия.
изменением энтропии, а именно: изохорический: ,т.к., V1= V2. Таким образом, энтропия системы есть мера обесцененности ее
17изобарический: т.к. Р1 = Р2, изотермический: т.к. энергии (т.е. мера той энергии, которая не может быть превращена
адиабатический: адиабатический процесс называют изоэнтропийным в работу).
процессом, т.к. 58В термодинамике есть еще понятие – энергетическая потеря в
18Изменение энтропии в изопроцессах: изолированной системе (6.6.3).
196.3. Поведение энтропии в процессах изменения агрегатного 59При любом необратимом процессе энтропия увеличивается до
состояния. Рассмотрим три агрегатных состояния: твердое, жидкое того, пока не прекратятся какие-либо процессы, т.е. пока не
и газообразное и два перехода к ним. Фазовый переход «твердое станет F = 0. Это произойдет, при достижении замкнутой системы
тело – жидкость» Из школьного курса физики хорошо известны равновесного состояния, т.е. когда все параметры состояния
четыре факта об этом переходе. системы (Р, Т) во всех точках системы станут одинаковыми.
201. Переход вещества из твердого состояния (фазы) в жидкое Вывести систему из этого равновесного состояния можно только
называется плавлением, а обратный – кристаллизация. 2. При затратив энергию из вне. На основании этих рассуждений Клаузиус
плавлении система поглощает тепло, а при отвердевании – в 1867 г. выдвинул гипотезу о тепловой смерти Вселенной.
отдает….тепло. 3. В процессе плавления температура системы 606.7. Статистический смысл энтропии. Посмотрим на энтропию с
остается постоянной до тех пор, пока вся система не расплавится другой стороны.
эта температура называется температурой плавления. 61Макросостояние – это состояние вещества, характеризуемое его
214. Закон плавления: количество тепла ?Q, которое необходимо термодинамическими параметрами. Состояние же системы,
для плавления вещества массой dm, пропорционально этой массе: характеризуемое состоянием каждой входящей в систему молекулы,
(6.3.1) Коэффициент пропорциональности ? есть константа, называют микросостоянием. Так как молекулы движутся хаотически,
зависящая только от вещества системы и называемая удельной то имеется много микросостояний, соответствующих одному
теплотой плавления. макросостоянию. Обозначим W ? число микросостояний
22Этот закон справедлив и для кристаллизации, правда, с одним соответствующее данному макросостоянию (как правило W >>
отличием: ?Q в этом случае – тепло выделяемое системой. В 1).
обобщенном виде закон можно записать так: при плавлении при 62Термодинамической вероятностью или статистическим весом
кристаллизации. макросостояния W ? называется число микросостояний,
23Изменение энтропии в процессе этого фазового перехода можно осуществляющих данное макросостояние (или число перестановок
найти просто, если считать процесс равновесным. Это вполне одноименных элементов, при которых сохраняется данное
допустимое приближение, если считать, что разность температур макросостояние). Термодинамическая вероятность W ? максимальна,
между системой и тем объектом, который поставляет системе тепло, когда система находится в равновесном состоянии.
не слишком велика, намного меньше температуры плавления. 63В состоянии равновесия в термодинамике и вероятность
24Тогда можно использовать термодинамический смысл энтропии: с максимальна и энтропия максимальна. Из этого можно сделать
точки зрения термодинамики энтропия – это такая функция вывод, что между ними существует связь. Но!!! Энтропия S –
состояния системы, изменение которой dS в элементарном аддитивная величина: , т.е. она равна сумме энтропий тел,
равновесном процессе равно отношению порции тепла ?Q, которое входящих в систему.
система получает в этом процессе, к температуре системы Т: 64А вероятность сложного события, есть произведение
25или . Подставим сюда выражение для ?Q, получим: . вероятностей где W1 – первое состояние; W2 – второе состояние.
26Так как температура системы в данном фазовом переходе не Аддитивной величиной является логарифм W: термодинамическая
меняется и равна температуре плавления, то подынтегральное вероятность или статистический вес.
выражение это величина, которая в ходе процесса не меняется, 65Больцман предложил, что (6.7.1) где k – коэффициент
поэтому она от массы m вещества не зависит. Тогда: . (6.3.4). Больцмана. С этой точки зрения энтропия выступает, как мера
27Из этой формулы следует, что при плавлении энтропия беспорядочности, хаотичности состояния. Например, в ящике черные
возрастает, а при кристаллизации уменьшается. Физический смысл и белые шары. Они порознь, есть порядок и W невелика. После
этого результата достаточно ясен: фазовая область молекулы в встряхивания – шары перемещаются и W – увеличивается и энтропия.
твердом теле гораздо меньше, чем в жидкости, так как в твердом И сколько бы не встряхивать потом ящик, никогда черные шары не
теле каждой молекуле доступна только малая область пространства соберутся у одной стенки, а белые у другой, хотя эта вероятность
между соседними узлами кристаллической решетки, а в жидкости не равна нулю.
молекулы занимают всю область пространства. 66Связь между S и W позволяет несколько иначе сформулировать
28Поэтому при равной температуре энтропия твердого тела меньше второе начало термодинамики: наиболее вероятным изменением
энтропии жидкости. Это означает, что твердое тело представляет энтропии является ее возрастание.
собой более упорядоченную, и менее хаотичную систему, поэтому и 67Энтропия – вероятностная статистическая величина.
энтропия его меньше, чем у жидкости. Утверждение о возрастании энтропии потеряло свою категоричность.
29Фазовый переход «жидкость – газ». Этот переход обладает Её увеличение вероятно, но не исключаются флуктуации. До этих
всеми свойствами перехода «твердое тело – жидкость». Существует рассуждений Клаузиус в 1867 г. выдвинул гипотезу о тепловой
четыре факта также знакомые из школьного курса физики. 1: смерти Вселенной (о ней сказано ранее). Л. Больцман один из
переход вещества из жидкости в газовую фазу называется первых опроверг эту гипотезу и показал, что закон возрастания
испарением, а обратный переход – конденсацией. энтропии – статистический закон, т.е. возможны отклонения.
302: при испарении система поглощает тепло, при конденсации – 68Российские физики Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков, так же
теряет. 3: процессы испарения и конденсации протекают в широком опровергли эту теорию, и показали, что Р. Клаузиус не учел, что
диапазоне температур, но фазовым переходом они являются лишь Вселенная не стационарна и в будущем не перейдет к одному
тогда, когда процесс захватывает всю массу вещества. Это состоянию, так как она эволюционирует, остается не статичной.
происходит при определенной температуре Тк, которая называется Энтропия системы – максимальна, при достижении замкнутой
температурой кипения. Для каждого вещества температура кипения системой равновесного состояния.
своя. 696.8. Третье начало термодинамики. Недостатки первого и
31В процессе фазового перехода «жидкость – газ» температура второго начал термодинамики в том, что они не позволяют
остается постоянной и равной температуре кипения до тех пор, определить значение энтропии при абсолютном нуле Т = 0? К. На
пока вся система не перейдет из одной фазы в другую. 4: закон основании обобщения экспериментальных исследований свойств
испарения: количество тепла ?Q, необходимое для испарения различных веществ при сверхнизких температурах был установлен
вещества массой dm, пропорционально этой массе: . (6.3.5). закон, устранивший указанный недостаток. Сформулировал его в
32Коэффициент пропорции r в этом выражении, есть константа, 1906 г. Нернст и называется он третьим началом термодинамики,
зависящая от вещества системы, называемая удельной теплотой или теоремой Нернста.
испарения. Этот закон справедлив и для конденсации, правда с 70Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 – 1941) – немецкий физик
одним отличием: ?Q в этом случае – тепло выделяемое системой. и физико- химик, один из основоположников физической химии.
Закон испарения можно записать в общем виде: (6.3.6) где знак Работы в области термодинамики, физики низких температур,
плюс относится к испарению, а знак минус – к конденсации. физической химии. Высказал утверждение, что энтропия химически
33Изменение энтропии в этом процессе можно найти просто, однородного твердого или жидкого тела при абсолютном нуле равна
считая процесс равновесным. И опять это вполне допустимое нулю (теорема Нернста). Предсказал эффект «вырождения» газа.
приближение, при условии, что разность температур между системой 71Согласно Нернсту, изменение энтропии ?S стремится к нулю при
и «поставщиком» тепла невелика, т.е. намного меньше температуры любых обратимых изотермических процессах, совершаемых между
кипения. Тогда изменение энтропии: двумя равновесными состояниями при температурах, приближающихся
34Из формулы следует, что при испарении энтропия возрастает, а к абсолютному нулю (?S > 0 при Т > 0). Нернст
при конденсации уменьшается. сформулировал теорему для изолированных систем, а затем М. Планк
35Физический смысл этого результата состоит в различии фазовой распространил ее на случай любых систем, находящихся в
области молекулы в жидкости и газе. Хотя в жидкости и газе термодинамическом равновесии.
каждой молекуле доступна вся область пространства, занятая 72Как первое и второе начала термодинамики, теорема Нернста
системой, но сама эта область для жидкости существенно меньше, может рассматриваться как результат обобщения опытных фактов,
чем для газа. В жидкости силы притяжения между молекулами поэтому ее часто называют третьим началом термодинамики:
удерживают на определенном расстоянии друг от друга, поэтому энтропия любой равновесной системы при абсолютном нуле
каждая молекула хотя и имеет возможность свободно мигрировать по температуры может быть равна нулю.
области пространства, 73Отсюда следует, что при T ? 0 интеграл сходится на нижнем
36занятой жидкостью, но не имеет возможности «оторваться от пределе, т.е. имеет конечное значение S(0) = const или S(0) = 0,
коллектива» остальных молекул: стоит ей оторваться от одной причем равенство нулю рассматривается как наиболее вероятное. А
молекулы, как тут же притягивается другая. Поэтому объем нулевое значение энтропии (меры беспорядка) соответствует
жидкости зависит от её количества и никак не связан с объемом отсутствию теплового движения при абсолютном нуле.
сосуда. 74При T = 0, внутренняя энергия и тепловая функция системы
37Молекулы газа ведут себя иначе. У них гораздо больше прекращают зависеть от температуры, кроме того, используя метод
свободы, среднее расстояние между ними таково, что силы термодинамических функций, можно показать, что при T = 0, от
притяжения очень малы, и молекулы «замечают друг друга» лишь при температуры независит коэффициент объемного расширения,
столкновениях. В результате газ всегда занимает весь объем термический коэффициент давления и другие параметры системы.
сосуда. 75Согласно классическим представлениям при абсолютном нуле,
38Поэтому при равных температурах фазовая область молекул газа возможно непрерывное множество микросостояний системы.
значительно больше фазовой области молекул жидкости, и энтропия Объяснение теоремы Нернста можно дать только на основании
газа больше энтропии жидкости. Газ, по сравнению с жидкостью, квантово-механических представлений.
гораздо менее упорядоченная, более хаотичная система и энтропия 76Третье начало термодинамики иногда формулируют следующим
газа больше энтропии жидкости. образом: при абсолютном нуле температуры любые изменения
396.4. Изменения энтропии при обратимых и необратимых термодинамической системы происходят без изменения энтропии:
процессах. Итак, энтропия – отношение полученной или отданной т.е. или.
системой теплоты в обратимом процессе, к температуре, при 77Принцип Нернста бал развит Планком, предположившим, что при
которой происходит эта передача. Энтропия – величина аддитивная, абсолютном нуле температуры энергия системы минимальна (но не
т.е. она равна сумме энтропий всех тел входящих в систему: равна нулю). Тогда можно считать, что при абсолютном нуле
40Обратимый цикл Карно. Из п. 5.2 мы знаем, что, в тепловой система имеет одно квантовое состояние: значит термодинамическая
машине, работающей по принципу Карно, имеются три тела: вероятность W при Т = 0? должна быть равна единице, что
холодильник, нагреватель, рабочее тело (газ). Изменение энтропии недостижимо (принцип недостижимости абсолютного нуля
газа так как газ возвращается в исходное состояние. температуры).
41Изменение энтропии нагревателя: (6.4.1) Для холодильника: 78Следствием Третьего начала является то что, невозможно
(6.4.2) А т.к. охладить тело до абсолютного нуля (принцип недостижимости
42то , т.е. или (6.4.3) т.е. S – константа. Это выражение абсолютного нуля температуры). Иначе был бы возможен вечный
называют равенство Клаузиуса. двигатель II рода (какой это двигатель?).
«Термодинамика» | Энтропия.ppt
http://900igr.net/kartinki/fizika/Entropija/Termodinamika.html
cсылка на страницу

Термодинамика

другие презентации о термодинамике

«Молекулярная масса» - Молекулярная масса. Менделеев открыл (1869) периодический закон химических элементов. Менделеев Д.И. Авогадро Амедео. Периодическая таблица. Менделеев Дмитрий Иванович (1834-1907), российский химик, разносторонний ученый, педагог. Количество вещества. Масса молекул. Молярная масса. Связь массы и количества вещества.

«Теория относительности Энштейна» - Общая теория относительности. Умер Эйнштейн в Принстоне (США) 18 апреля 1955. Предпосылки создания теории относительности А.Эйнштейна. Движения системы. Любой перенос энергии связан с переносом массы. Атомная энергия есть не что иное, как превратившаяся в энергию масса. Пражский период отмечен новыми научными достижениями ученого.

«Ускорение свободного падения» - Значение ускорения свободного падения. Падение тела вблизи поверхности Земли. Свободным падением называется движение тел под действием силы тяжести. Свободно падающее тело движется с постоянным ускорением. Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте Земли падают с одинаковым ускорением.

«Кинематическая схема» - Расстояния О1D = CD = 30 см. Длина звена AB = 60см. Расстояние ОО1 = 40 см. Кинематическое исследование движения звеньев плоского механизма. Длина DE = 40 см. Рассмотрим звено ОА. Расстояние АС = 20 см. Масштаб. Вектор скорости точки А перпендикулярен звену ОА. Расчетно-графическая работа №1. Вращательное движение.

«Проводники и диэлектрики» - Проводники - металлы, растворы солей, кислот, влажный воздух, плазма, тело человека. Любая среда ослабляет напряженность электрического поля. Электростатическая индукция – перераспределение зарядов. Диэлектрики. Диэлектрики - вещества, содержащие только связанные заряды. Вещества, проводники, полупроводники, диэлектрики.

«Атомные ядра» - Схема устройства атомной электростанции. Рассеяние ?-частицы в кулоновском поле ядра. Состав атомного ядра. N ? Z диаграмма атомных ядер. Сверхтяжелые ядра (A > 100). Магнитное поле создается сверхпроводящими обмотками. Синтез ядер. Опыт Резерфорда. Ядерные силы. Ядерная физика. Модели атомных ядер.

Урок

Физика

133 темы
Картинки
Презентация: Энтропия | Тема: Термодинамика | Урок: Физика | Вид: Картинки