Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 154 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
154
явления сопровождаются.
Исторически термодинамика возникает как раздел физики, изу-
чающий соотношение между теплотой, работой и внутренней энергией
системы. Для описания состояния системы вводится понятие о парамет-
рах состояния системы. К ним следует отнести объем, давление, темпе-
ратуру.
Параметры состояния не являются независимыми переменными, их
связывает соотношение, называемое уравнением состояния, которое
можно записать в общем случае в виде
F (p, V, T) = 0 (303).
Величины, однозначно определяемые параметрами состояния, на-
зываются функциями состояния. Важнейшей функцией состояния явля-
ется внутренняя энергия системы. Внутренней энергией системы назы-
вают общий запас энергии, которым обладает термодинамическая сис-
тема.
Из молекулярно-кинетической теории известно, что внутренняя
энергия тела складывается из кинетической энергии движения молекул
и потенциальной энергии их взаимного расположения.
Покажем, что внутренняя энергия является функцией состояния.
Предположим, что термодинамическая система находится в состоянии 1
с параметрами p
1
,V
1
,T
1
. Внутренняя энергия имеет в этом случае един-
ственное значение U
1
= U(p
1
,V
1
,T
1
). Переведем рассматриваемую систе-
му из состояния 1 в состояние 2 с параметрами p
2
,V
2
,T
2
. Значение энер-
гии в этом случае U
2
= U(p
2
,V
2
,T
2
). Разница во внутренних энергиях при
переходе системы из первого состояния во второе ∆U = U
2
- U
1
будет
иметь одно и то же значение, вне зависимости от того, каким путем со-
вершается переход из одного состояния в другое (рис.125) по abc или по
adc. Это справедливо для всех функций состояния, то есть для любой
функции состояния изменение её при переходе системы из одного со-
стояния в другое не зависит от пути перехода.
Рассмотрим два важнейших понятия термодинамики: теплоту и ра-
боту и покажем, что они не являются функцией состояния.
p
1 p
1
V
1
T
1
a
d b
c
2 p
2
V
2
T
2
V
Рис. 125. Состояния системы 1 и 2
Пусть система переходит из со-
стояния 1 с параметрами p
1
,V
1
,T
1
в
состояние 2 с параметрами p
2
,V
2
,T
2
по различным путям: в первом слу-
чае по кривой abc, во втором случае
по кривой adc.

Страницы