Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа
вищої професійної освіти
Національний дослідницький Томський політехнічний університет
Контрольна робота
Закони класичної термодинаміки
Томськ, 2015
1. Закони класичної термодинаміки
термодинаміка суміш фазовий рівновагу
1.1 Теоретична частина
а) У чому полягає предмет термодинаміки (що вивчає термодинаміка)?
Відповідь:
Термін термодинаміка стався від двох грецьких слів: тепло і сила .
Термодинаміка - розділ фізики, що вивчає співвідношення і перетворення теплоти та інших форм енергії.
Термодинаміка вивчає макроскопічні системи, що складаються з величезного числа частинок і процеси, що відбуваються в таких системах, описуються макроскопическими величинами, такими як тиск або температура, які не застосовні до окремих молекул і атомів.
Закони термодинаміки носять загальний характер і не залежать від конкретних деталей будови речовини на атомарному рівні. Тому термодинаміка успішно застосовується в широкому колі питань науки і техніки, таких як енергетика, двигуни, фазові переходи, хімічні реакції, явища переносу і навіть чорні діри.
Термодинаміка має важливе значення для самих різних областей фізики і хімії, хімічної технології, аерокосмічної техніки, машинобудування, клітинної біології, біомедичної інженерії, матеріалознавства і знаходить своє застосування навіть в таких областях, як економіка.
Класична термодинаміка включає в себе наступні розділи:
· початку термодинаміки (іноді також звані законами або аксіомами);
· рівняння стану і властивості простих термодинамічних систем (ідеальний газ, реальний газ, діелектрики і магнетики і т.д.);
· рівноважні процеси з простими системами, термодинамічні цикли;
· нерівноважні процеси і закон неубиванія ентропії;
· термодинамічні фази та фазові переходи.
(За матеріалами http://ru.wikipedia)
Базаров І.П. у своїй книзі Термодинаміка [1, стор. 14] дає таке визначення терміну:
Термодинаміка вивчає закономірності теплового руху в рівноважних системах і при переході систем в рівновагу (класична, або рівноважна, термодинаміка), а також узагальнює ці закономірності на нерівноважні системи (нерівноважна термодинаміка, або термодинаміка необоротних процесів) .
б) У чому полягають найважливіші слідства третього початку термодинаміки?
Відповідь:
На початку XX ст. (1906-1912 рр.) В результаті досліджень властивостей тіл при низьких температурах Нернстом було встановлено третій початок термодинаміки, яке після довгих років обговорення в даний час так само міцно обгрунтоване, як і перші два начала.
Безпосередньою областю застосовності третього початку є процеси при низьких температурах. Однак воно відіграє істотну роль і в більш широкому температурному інтервалі, оскільки дозволяє визначати адитивні постійні у виразах для ентропії, які не можна обчислити яким-небудь іншим термодинамічним шляхом.
У результаті цих досліджень було сформульовано третій початок термодинаміки:
У міру наближення температури до 0 До ентропія всякої рівноважної системи при ізотермічних процесах перестає залежати від будь-яких термодинамічних параметрів стану і в межі (Т=0 К) приймає одну і ту ж для всіх систем універсальну постійну величину, яку можна прийняти рівною нулю (див. [1], стор. 91).
У радикальної формулюванні Макса Планка має вигляд початкового (або граничного) умови для системи диференціальних рівнянь, що визначають ентропію: потрібно було, що при виключенні температури ентропія системи також прагне до нуля:
lim S (?, V, a, N)=0 (див. [2], стор. 47).
Три важливих загальних наслідків III початку термодинаміки:
Третій початок дозволяє зробити висновок про поведінку термодинамічних величин при. Розглянемо слідства третього початку.
. Перше наслідок:
Третій початок термодинаміки дозволяє описати поведінку калорических вел...
