Курсова робота
тема: «Основи термодинаміки»
Москва 2013
Зміст
Введення
1. Перший закон термодинаміки
2. Теплоємність газу
3. Термодинамічні процеси
4. Кругові цикли
5. Ентропія
6. Другий і третій закони термодинаміки
7. Цикл Карно
8. Основні формули термодинаміки
Список використаної літератури та джерел
Введення
термодинаміки називається розділ фізики, в якому вивчаються загальні властивості макроскопічних систем з позицій термодинамічних законів. Самі термодинамічні закони є узагальненням дослідних даних. У термодинаміки не враховується молекулярна структура речовини, і її висновки справедливі для всіх макроскопічних систем.
В основі термодинаміки лежать три закони (початку) термодинаміки. Вони були відкриті в період створення теплових машин і мають різні формулювання.
1. Перший закон термодинаміки
Перший закон термодинаміки представляє собою закон збереження енергії, сформульований для термодинамічної системи. Термодинамічні закони часто називають началами термодинаміки.
Перший закон термодинаміки: Теплота, що повідомляється системі, витрачається на зміну її внутрішньої енергії і на здійснення нею роботи проти зовнішніх сил.
.
Тут Q - кількість тепла, що повідомляється системі, А - робота, вироблена системою, ? U=U 2 - U 1 - зміна енергії системи. Звідси видно, що теплота, енергія і робота мають однакові розмірності. Вони вимірюються в джоулях (Дж). Відзначимо, що при відкритті першого закону термодинаміки закон збереження енергії ще не був відомий, а для роботи і кількості тепла використовували різні одиниці виміру (джоуль і калорію). Схематично перший закон термодинаміки можна зобразити так, як показано на малюнку.
Якщо розглядати нескінченно малі величини, то перший закон термодинаміки приймає вигляд
.
Можна показати, що при цьому і є малими величинами, а dU - повний диференціал.
Розглянемо періодичну термодинамічну систему, тобто таку, яка після вчинення термодинамічної циклу може повертатися в початковий стан. Для такої системи маємо
.
Отже
і все тепло переходить в роботу. Після численних спроб створити машину, що робить роботи більше, ніж кількість одержуваного тепла, була дана інша формулювання першого закону термодинаміки:
Не можна побудувати вічний двигун першого роду, тобто такий двигун, який виконував би більше роботи, ніж отримував тепла.
Висловимо входять в рівняння величини через параметри рівняння стану. Для цього розглянемо роботу, що здійснюються системою при зміні обсягу. Для простоти знайдемо вираз для роботи, розглядаючи рух поршня
