термодинамика ============= Часть мкт но отдельно чтобы легче учить определения макроскопическая система система, в которой число элементов сравнимо по порядку величины с числом Авогадро, то есть число элементов $$10^{20-26}$$. термодинамическая система (ТДС) совокупность макротел (макроскопических систем), способных обмениваться друг с другом и с другими ТДС энергией и веществом. макроскопические параметры физические величины, характеризующие состояние макроскопической системы (плотность $$\rho$$, давление $$p$$, температура $$t$$, объем $$V$$, количество $$N$$, концентрация $$n$$). виды ТДС 1. Открытая ТДС — обменивается энергией и веществом. 2. Закрытая ТДС — обменивается энергией. 3. Изолированная — не обменивается. 4. Адиабатная ТДС — обменивается веществом. равновесное состояние ТДС состояние, при котором макроскопические параметры системы не меняются с течением времени. "Нулевое" начало термодинамики изолированная ТДС (предоставленная себе самой) стремится к состоянию термодинамического равновесия и после его достижения не может самопроизвольно из него выйти. температурные шкалы и реперные точки реперные точки — значения термометрического параметра, которые считаются известными точно. Шкалы: - Фаренгейта: 0°F — смесь воды, соли и льда, 96°F — температура тела. - Реомюра: 0°R — таяние льда, 80°R — кипение воды. - Делиля: 0°D — кипение воды. - Кельвина: 273,16 K = 0,01°C. температура в МКТ — мера хаотичности движения молекул и средней кинетической энергии теплового движения частиц. В термодинамике — величина, характеризующая состояние равновесия внутри системы и направление теплообмена с другими ТДС. термометры приборы для измерения температуры: газовый термометр, жидкостный термометр, термопара, термометр сопротивления, пирометр. термометрическое тело тело (либо вещество), одно из свойств которого зависит от температуры. термометрический параметр свойство термометрического тела, которое зависит от температуры (объем, давление, длина тела, ТДС, световой поток). термодинамический процесс переход из одного термодинамического состояния в другое. квазистатический процесс медленно происходящий равновесный процесс, состоящий из непрерывно следующих друг за другом состояний термодинамического равновесия. круговой процесс процесс, в ходе которого ТДС возвращается в исходное состояние. необратимый круговой процесс процесс, после завершения которого окружающие тела переходят в неравновесные состояния и внешние параметры ТДС изменяются. уравнение состояния зависимость между параметрами состояния ТДС ($p, V, T$), связывающая их между собой. пример: $f(p, V, T) = \text{const}$ закон Дальтона и парциальное давление закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений газов. Парциальное давление — давление, которое производил бы каждый из газов, составляющих смесь, если бы остальные газы отсутствовали. пример: $p = \sum_{i=1}^{N} p_i$ изопроцесс термодинамический процесс, происходящий с неизменным количеством вещества газа при одном фиксированном термодинамическом параметре. Виды: - Изотермический — при постоянной температуре. - Изобарный — при $$p = const$$. - Изохорный — при $$V = const$$. газовые законы количественные зависимости между двумя параметрами газа одной и той же массы при неизменном значении третьего параметра. закон Бойля-Мариотта при неизменной температуре и постоянном количестве вещества давление газа обратно пропорционально его объему. пример: $pV = \text{const}$ закон гей-люссака При неизменном давлении и постоянном количестве вещества, объем газа прямо пропорционален его абсолютной температуре Абсолютный ноль температуры предельная температура, при которой объем идеального газа обращается в нуль. пример: $V = V_0(1 + \alpha \Delta t^\circ)$ $0 = V_0(1 + \frac{1}{273} t)$ Абсолютный ноль с точки зрения термодинамики (ТД) — наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию; с точки зрения молекулярно-кинетической теории (МКТ) — температура, при которой частицы вещества имеют минимальное количество движения, сохраняющееся только благодаря квантовомеханическому движению. Шкала Кельвина абсолютная шкала температур, то есть значения температуры положительные Закон Шарля при неизменном объеме и постоянном количестве вещества давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре Идеальный газ газ, который точно подчиняется газовым законам