Физика
<<  Лекции по физике Лекции по физике  >>
Лекции по физике
Лекции по физике
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Адиабатический процесс в идеальном газе
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Скорость звука в газах
Конец лекции
Конец лекции

Презентация на тему: «Лекции по физике». Автор: Igor. Файл: «Лекции по физике.PPT». Размер zip-архива: 304 КБ.

Лекции по физике

содержание презентации «Лекции по физике.PPT»
СлайдТекст
1 Лекции по физике

Лекции по физике

Молекулярная физика и основы термодинамики

Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс

2 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Формулировка первого начала термодинамики: Количество тепла, сообщённое системе, идёт на приращение внутренней энергии системы и совершение системой работы над внешними телами Q=?U+A Здесь А>0 если система совершает работу над внешними телами Приращение энергии ?U находится как разность энергий конечного и начального состояний U2-U1 Q>0 если тепло сообщается системе

2

3 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Другая формулировка первого начала термодинамики: Невозможен вечный двигатель (перпетуум мобиле) первого рода, т.е. такой периодически действующий двигатель, который совершал бы работу в большем количестве, чем получаемая им извне энергия

3

4 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

4

5 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Первое начало Т.Д. выражает закон сохранения энергии применительно к тепловым процессам Первым к формулировке закона сохранения энергии пришел Роберт Майер Кроме Майера вопросами превращения разных форм энергии друг в друга занимались Джеймс П. Джоуль, открывший в 1843 г. эквивалентность теплоты и механической работы, и Герман Гельмгольц, исследовавший закон сохранения энергии в различных физических явлениях.

5

6 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Важную роль в развитии идей Майера сыграли Вильям Томпсон, Уильям Дж. Ранкин и Рудольф Клаузиус Томпсон применил закон сохранения энергии к электромагнитным явлениям Ранкин первым ввёл понятие энергии Клаузиус дал современную формулировку первого начала Т.Д.

6

7 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Теплота Q и работа А не являются функциями состояния потому, что они описывают процесс обмена энергией, а не являются какими либо видами энергии Работа описывает макроскопический процесс обмена механической энергией между Т.Д. системой и внешней средой Теплота описывает микроскопический процесс обмена энергией, протекающий при непосредственном соударении молекул

7

8 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Если система совершает только механическую работу, то для малых приращений Q, U и А можно записать: dQ=dU+P?dV. Здесь Q становится полным дифференциалом некоторой функции. dQ=c?dT=c(T)?dT. Интегрируя обе части уравнения можно найти подведённую к системе теплоту, подобно тому, как интегрируя зависимость P(V) по dV можно найти работу

8

9 Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

Метод получения и анализа зависимостей c(T) или Q(T) называется калориметрией. С его помощью можно определить частоты колебаний и моменты инерции молекул, температуры и теплоты фазовых переходов

9

10 Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Состояние идеального газа описывается тремя параметрами P, V и T из которых только два независимые Зависимость U от параметров состояния называется калорическим уравнением состояния Для идеального газа U=U(T) В изохорическом процессе можно найти U=cV?T, dU=cV?dT

10

11 Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Используя первое начало Т.Д. получим: dQ=cV?dT+P?dV (?) Для одного моля газа в изобарическом процессе: P?dV=R?dT (??) Подставляя (??) в (?), получим dQ=c?V?dT+ R?dT Значит: c?p=(dQ/dT)p=c?V+ R т.о. мы получили уравнение Майера

11

12 Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Изотермический процесс в идеальном газе dQ=dA ? Q=A cT=??

12

13 Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Применение первого начала Т.Д. к процессам в газах

Адиабатический процесс в идеальном газе dQ=0 ? dU=-dA Уравнение состояния связывает три параметра. Используя первое начало Т.Д. можно получить связь между двумя параметрами – уравнение Пуассона (уравнение адиабаты) Имеем: cV?dT+P?dV=0

13

14 Адиабатический процесс в идеальном газе

Адиабатический процесс в идеальном газе

Дифференцируя уравнение состояния получим: V?dP+P?dV=R?dT Исключим dT с помощью выражения: dT=-(1/cV)?P?dV Получим:

14

15 Адиабатический процесс в идеальном газе

Адиабатический процесс в идеальном газе

Обозначив (cV+R)/cV=?, получим: ??P?dV+V?dP=0 Можно убедиться, что это выражение получается при дифференцировании уравнения: P?V?=const C=dQ/dT=0

15

16 Адиабатический процесс в идеальном газе

Адиабатический процесс в идеальном газе

16

17 Адиабатический процесс в идеальном газе

Адиабатический процесс в идеальном газе

17

18 Скорость звука в газах

Скорость звука в газах

Для скорости распространения упругих волн справедлива формула: P=P(?,T) ? dP=(?P/??)d?+(?P/?T)dT Для изотермического процесса: P?V?P/?=const=P0/? ? dP/d?=P0/?

18

19 Скорость звука в газах

Скорость звука в газах

Тогда получаем: это формула Ньютона. Для воздуха она даёт: vs=280 м/с, тогда как экспериментальное значение – 330 м/с.

19

20 Скорость звука в газах

Скорость звука в газах

Воспользуемся теперь первым законом Т.Д. для случая адиабатического процесса: ??P?dV+V?dP=0, т.к.: ?=M/V ? d??-M?dV/V2 ? dV?-V2?d?/M получим: -??P?(V2/M)?d?+V?dP=0

20

21 Скорость звука в газах

Скорость звука в газах

Получаем: dP/d?=??P/? ? Для воздуха при комнатной температуре эта формула даёт vs=330 м/с, что находится в отличном согласии с опытными данными

21

22 Конец лекции

Конец лекции

22

«Лекции по физике»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/lektsii-po-fizike-119676.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды