Постулаты термодинамики
1. Всякая термодинамическая система (ТДС), предоставленная самой себе с течением времени обязательно приходит в состояние термодинамического равновесия (ТДР).
2. Всякая ТДС, лишённая адиабатических перегородок и находящаяся в ТДР, имеет общую для всей ТДС характеристику состояния – температуру.
3. Все внутренние параметры любой ТДС, находящейся в ТДР, суть функции внешних параметров и температуры.
Полная энергия термодинамической системы
сумма кинетической энергии движения тел, входящих в систему, потенциальной энергии взаимодействия их между собой и с внешними телами и энергии, содержащейся внутри тел системы.
Внутренняя энергия ($U$)
это энергия системы, зависящая только от ее термодинамического состояния. Внутренняя энергия равна сумме кинетических энергий хаотического движения всех микрочастиц и потенциальных энергий взаимодействия всех микрочастиц друг с другом.
Сумма:
а) кинетическая энергия хаотического движения микрочастиц
б) потенциальная энергия взаимодействия этих частиц
в) энергия взаимодействия атомов или ионов в молекулах
г) энергия электронных оболочек атомов и ионов
д) внутриядерная энергия
е) излучение
$E_{\text{полн}} - E_{\text{кин}} - E_{\text{пот}.\text{внешн}} = E_{\text{внутр}}$
Свойства внутренней энергии
1. функция состояния системы
$\Delta U = U_2 - U_1$ (не зависит от процесса)
если круговой процесс, то $\Delta U = 0$
Внутренняя энергия ИГ
сумма кинетических энергий хаотического движения микрочастиц системы
$U = \sum_i \overline{W_{ki}} = N \overline{W_k}; U(W_k, \overline{v}, N); U(T, m, T)$
Закон о равномерном распределении энергии
на каждую степень свободы молекулы приходится энергия, равная $\frac{kT}{2}$
Число степеней свободы
число независимых координат, с помощью которых можно однозначно задать положение тела в пространстве
Первое начало Термодинамики
Приращение внутренней энергии ТДС равно сумме работ, совершенных над ТДС и количеству теплоты, переданному ТДС в результате теплообмена
Количество теплоты
внутренняя энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче
Адиабатный процесс
это процесс изменения состояния термодинамической системы, происходящий с неизменным количеством вещества без теплообмена с окружающей средой
Политропный процесс
Это процесс изменения состояния ТДС, происходящий с неизменным количеством вещества так, что теплоемкость газа остается постоянной.
$pv^n = const \space\space\space n=\frac{c-c_p}{c-c_v}$
Изотермический, изобарный, изохорный, адиабатический процесс это есть примеры потрипного процесса
Вечный двигатель первого рода
Периодичесно действующее устройство, которое позволяет получать работу без затрата теплоты
$Q=0 \space\space\space \Delta U+A'=0\space\space\space \Delta U=U_1-U1=0\space\space\space A=0\Rightarrow$ Невозможно построить вечный двигатель первого рода, т.е. двигатель, совершающий работу без затрата энергии.
Первое начало ТД с учетом механической энергии ТДС (Полная энергия)
это сумма внутреней энергиии ТДС и механической энергии ТДС как целого.
$\Delta W_{\text{мех}} + \Delta U = Q + A^{ext}$