Термодинамика негіздері

1.

ТЕРМОДИНАМИКА
НЕГІЗДЕРІ

2.

Дәріс жоспары
1. Идеал газдың ішкі энергиясы Газдың ұлғаю
жұмысы
2. Термодинамиканың бірінші заңы
3. Жылусыйымдылқ теориясы
4. Карно циклы және оның ПӘК
5. Энтропия. Энтропииның ықтималды
салыстырмалы күйімен байланысы
Термодинамиканың екінші заңы және оның
физикалық мәні

3.

Идеал газдың ішкі энергиясы
Идеал газдың ішкі энергиясы
оның молекулаларының
кинетикалық энергиясынан
тұрады
im
U
RT
2

4.

Ішкі энергияның өзгерісі
Ішкі энергия функцияның күйі
болып табылады
Ішкі энергияның өзгеруінің
екі жолы бар :
Жүйенің немесе сыртқы
күштердің жасайтын ЖҰМЫСЫ;
Жылулық
резервуар
Қоршаған ортадан жүйеге
берілетін ЖЫЛУЛЫҚ.
Жұмыс және жылулық процестің функциялары,
күйлері емес!!

5.

Газ ұлғаюының жұмысы
A Fd pS p V
A p V
A 0
A 0
2
A
pdV
Жұмысты газ атқарады
1
Жұмыс сыртқы күштер тарапынан
болады

6.

Жұмыстың графикалық
анықталуы
Жұмыс қисық астындағы
көлемге тең

7.

Газ жұмысы
Бір күйден екінші күйге өту әртүрлі процесстер
тарапынан болады және ол кездегі атқарылатын
жұмыс та әр түрлі. Жұмыс функцияның процессі
болып табылады

8.

Жылудың берілу түрлері
1 Жылу алмасу
2 конвекция
3 сәуле шығару

9.

Жылу алмасу

10.

Конвекция
Ыстық су
жоғары
көтеріледі
Суық су
төмен
түседі
Қыздырғыш

11.

Сәуле шығару

12.

13.

Термодинамиканың бірінші заңы
Q U A
Q dU A
2
dU U 2 U1
1
2
dA A12
1
2
dQ Q
12
1

14.

Жылусыйымдылық
Меншікті жылусыйымдылық
c
Q
C
Q
dT
Дж
C
К
mdT
Молярлық жылусыйымдылық
Q
Q
С
dT m dT
V const
Cv
P const
CP

15.

V const
A P V 0
QV dU
CV dT dU
dU M
CV
dT
dU M CV dT
U M CV T
m
U
CV T
M

16.

P const
C p C V
A PdVM
Q dU M PdVM
Q
dU M
dVM
P
dT
dT
dT
PVM RT
dU M
dVM
CP
P
dT
dT
CP CV R
CP CV R
R
1
CV
CV
CV
R
CV
1

17.

Жылусыйымдылық процесс
түріне байланысты
dU i
СV
R
dT 2
Тұрақты көлемдегі
молярлық
жылусыйымдылық
C P CV R
CP i 2
CV
i
dU A i 2
СP
R
dT dT
2
Тұрақты қысымдығы
молярлық жылусыйымдылық
Молярлық
жылусыйымдылық
арасындағы байланыс
(Майера теңдеуі)
Пуассона коэффициенті
(адиабата көрсеткіші)

18.

Изобаралық процесс
A p V
m
R T
im
m
U
R T CV T
2
Q U A
m
C P T

19.

Изохоралық процесс
A 0
im
m
U
R T CV T
2
Q U
m
CV T

20.

Изотермиялық процесс
V2
A pdV RT ln
V1
1
m
2
U 0
Температурасындағы
ыстық су
V2
Q A RT ln
V1
m

21.

Адиабаталық процесс
pV const
Адиабаталық процесс кезінде
қысымның ұлғаюы көлемнің
кішіреуі мен температураның
жоғарылауына тәуелді.
Процесстің теңдеуі:
p1V1 V1
A
1
1 V2
TV
1
T p
1
A U
1
const
const

22.

A Q1 Q2
Q1
Q1

23.

Карно циклы
1-2 изотерма
2-3 адиабата
3-4 изотерма
4-1 адиабата
T1 T2
max
T1

24.

Энтропия
Карно циклы үшін
Q
Q1 Q2
0
T1 T2
немесе
T 0
Клаузиус өлшем енгізді, оны энтропия деп атады:
dS
Q
T

25.

Карно циклы

26.

Энтропия
Больцман энтропияны термодинамикалық
мүмкіндікпен байланыстырды :
S k ln w
Энтропия жүйенің біркелкілік емес шамасы;
үлкен энтропия үлкен хаосқа соқтырады

27.

Термодинамиканың екінші
бастамасы
Суық денеден ыстық денеге жылу берілу мүмкін емес
Бір рет қана берілген жылудың көмегімен сыртқы
ортаның қасиетін өзгертпей мәңгі двигатель алу мүмкін
емес
Оқшауланған жүйедегі энтропия ондағы барлық
процесстерде кемікейді
S 0
S 0 Өңделетін
процесстер
үшін
S 0
Өңделмейтін
процесстер үшін

28.

Соңы!