Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

35
J
Q
= σ
Q
T
4
,
где L
Q
- коэффициент теплопроводности, то есть проводимость по
отношению к вермической работе, или теплоте; α
Q
- коэффициент теплоот-
дачи; σ
Q
- постоянная Стефана - Больцмана.
В теории теплопроводности используется также дифференциальное
уравнение теплопроводности Фурье
T/ t = D
Q
(
2
T/x
2
),
где D
Q
- диффузивность по отношению к теплоте, или коэффициент
температуропроводности.
С помощью этих законов выводятся многочисленные уравнения пе-
реноса теплоты, используемые на практике. Все они непосредственно выте-
кают из ОТ. Поток теплоты J
Q
равен потоку вермического вещества J
Θ
, ум-
ноженному на абсолютную температуру Т. Аналогично связаны между собой
коэффициенты L
Q
, α
Q
и σ
Q
с соответствующими коэффициентами L
Θ
, α
Θ
и σ
Θ
для вермического вещества. Исключение составляет лишь диффузив-
ность, которая для теплоты и вермического вещества имеет одно и то же зна-
чение, то есть D
Q
= D
Θ
.
В отличие от традиционной теории теплообмена общая теория рас-
сматривает системы со многими степенями свободы. Благодаря их взаимно-
му влиянию иногда удается в десятки и сотни раз увеличить, например, ко-
эффициент теплоотдачи.
3. Классическая термодинамика Клаузиуса
В фундаменте классической термодинамики, созданной трудами Кар-
но, Клаузиуса, Томсона (Кельвина) и других
ученых, лежат два закона, или
начала. Первый - это опытный закон сохранения энергии, открытый Майером
в 1842 г., в формулировке Клаузиуса он записывается следующим образом:
dU = dQ
Q
– pdV.
Второй закон с помощью которого Клаузиус ввел в науку понятие эн-
тропии и определил количество тепла dQ
Q
. Гиббс дополнил уравнение, на-
писанное для термомеханической системы, слагаемыми типа, которые учи-
тывают также химическую степень свободы системы.
Нетрудно видеть, что уравнение первого закона термодинамики есть
частный случай общего уравнения ОТ , выведенного теоретически. Выраже-
ние получается из формулы ОТ в том случае, если согласиться с ограниче-
ниями, которые были приняты
Клаузиусом при выводе этого выражения. Оба
равенства вытекают в виде частных случаев. Что касается химической степе-
ни свободы системы, то соответствующий подход ОТ, учитывающий взаим-
ное влияние самых различных степеней свободы, достаточно подробно изла-
гается в работах; из него в простейшем случае можно прийти к традицион-
ному подходу.
Необходимо отметить,
что посредством своего обоснования формулы
Клаузиус сделал энтропию принадлежностью только равновесных состояний
                         JQ = σQ T4,
        где LQ - коэффициент теплопроводности, то есть проводимость по
отношению к вермической работе, или теплоте; αQ - коэффициент теплоот-
дачи; σQ - постоянная Стефана - Больцмана.
        В теории теплопроводности используется также дифференциальное
уравнение теплопроводности Фурье
                         ∂T/∂ t = DQ(∂2T/∂x2),
        где DQ - диффузивность по отношению к теплоте, или коэффициент
температуропроводности.
        С помощью этих законов выводятся многочисленные уравнения пе-
реноса теплоты, используемые на практике. Все они непосредственно выте-
кают из ОТ. Поток теплоты JQ равен потоку вермического вещества JΘ , ум-
ноженному на абсолютную температуру Т. Аналогично связаны между собой
коэффициенты LQ , αQ и σQ с соответствующими коэффициентами LΘ , αΘ
и σΘ для вермического вещества. Исключение составляет лишь диффузив-
ность, которая для теплоты и вермического вещества имеет одно и то же зна-
чение, то есть DQ = DΘ.
        В отличие от традиционной теории теплообмена общая теория рас-
сматривает системы со многими степенями свободы. Благодаря их взаимно-
му влиянию иногда удается в десятки и сотни раз увеличить, например, ко-
эффициент теплоотдачи.

           3. Классическая термодинамика Клаузиуса

        В фундаменте классической термодинамики, созданной трудами Кар-
но, Клаузиуса, Томсона (Кельвина) и других ученых, лежат два закона, или
начала. Первый - это опытный закон сохранения энергии, открытый Майером
в 1842 г., в формулировке Клаузиуса он записывается следующим образом:
                         dU = dQQ – pdV.
        Второй закон с помощью которого Клаузиус ввел в науку понятие эн-
тропии и определил количество тепла dQQ . Гиббс дополнил уравнение, на-
писанное для термомеханической системы, слагаемыми типа, которые учи-
тывают также химическую степень свободы системы.
        Нетрудно видеть, что уравнение первого закона термодинамики есть
частный случай общего уравнения ОТ , выведенного теоретически. Выраже-
ние получается из формулы ОТ в том случае, если согласиться с ограниче-
ниями, которые были приняты Клаузиусом при выводе этого выражения. Оба
равенства вытекают в виде частных случаев. Что касается химической степе-
ни свободы системы, то соответствующий подход ОТ, учитывающий взаим-
ное влияние самых различных степеней свободы, достаточно подробно изла-
гается в работах; из него в простейшем случае можно прийти к традицион-
ному подходу.
        Необходимо отметить, что посредством своего обоснования формулы
Клаузиус сделал энтропию принадлежностью только равновесных состояний

                                    35