ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін
Больцманның энергияның еркіндік дәрежелер бойынша тең таралу заңы
жүктеу/скачать 1,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тақырып
- Күй функциясы
- Термодинамикадағы жұмыс.
- Жұмыстың геометриялық мағынасы
Больцманның энергияның еркіндік дәрежелер бойынша тең таралу заңы: егер термодинамикалық жүйе T температурада жылулық тепе-тең-дікте тұратын болса, онда ілгерілемелі және айналмалы еркіндік дәрежелерінің әрқай-сысына орташа алғанда бірдей кинетикалық энергия келеді,  . (11.4)
Сонымен, молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы мынаған тең болу керек  ,(11.5)
бұл жерде жалпы жағдайда ілгерілемелі, айналмалы және екі еселенген тербелмелі еркіндік дәрежелер сандарының қосындысы :  (11.6)
Дененің ішкі энергиясы – бұл молекулалардың жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың өзара әсерлесуінің потенциалдық энергиясының жиынтығы. Идеал газдың бір моль мөлшері үшін оның ішкі энергиясы:  ,(11.7)
ал газдың кез-келген массасы үшін  . (11.8)
Тақырып:Термодинамиканың бірініші бастамасы (2 сағ) Негізгі сұрақтар: Жүйе арасындағы энергияның алмасу формалары термодинамиканың бірінші бастамасы және оның қолдануы Күй функциясы және процесс функциясы газдың жылу сиымдылығы адиабаталық процесс политрополық процесс Механикалық қозғалыстың энергиясы жылулық қозғалыстың энергиясына ауыса алады және керісінше. Осындай ауысу кезінде энергияның сақталу және түрлендірілу заңы орындалады. Термодинамикалық процестерге қатысты бұл заң термодинамиканың бірінші бастамасы болып табылады. Ішкі энергиясы -ге тең кейбір жүйе (поршень астындағы цилиндрдегі газ) сырттан жылу мөлшерін алып, сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарсын. Сонда жүйе ішкі энергиясы -ге тең жаңа күйге ауысады. Егер жылу жүйеге берілсе оң болып саналады, ал жұмыс оң болу үшін ол сыртқы күштерге қарсы орындалу қажет. Жүйе бірінші күйден екіншіге кез келген тәсілмен ауысқанда энергияның сақталу заңына сәйкес ішкі энергияның Жүйеге берілген жылу мөлшері оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштермен жұмыс істеуіне жұмсалады. Термодинамиканың бірінші заңының дифференциалды түрі:  ,
(11.9)
мұндағы  - толық дифференциал, ал  және толық дифференциал емес.
Күй функциясы дегеніміз жүйе бір күйден екіншіге ауысқанда өзгерісі осы ауысуға сәйкес келетін термодинамикалық процестің түріне тәуелсіз болатын және бастапқы күймен соңғы күйдің параметрлерінің мәндерімен толық анықталатын жүйенің физикалық сипаттамасы. Күй функциясына ішкі энергия жатады. Жүйенің істейтін жұмысы және оның алған жылу мөлшері жүйенің бір күйден екінші куйге ауысу жолына тәуелді, сондықтан олар процесс функциясына жатады. Осыған байланысты, жүйенің әр түрлі күйдегі ие болатын жұмысы немесе жылу қоры туралы айтудың мағынасы жоқ. Мысалы,  ,  ,
Егер жүйе бастапқы күйге қайтып оралатын болса, оның ішкі энергиясының өзгерісі  . Сонда  .
Термодинамикадағы жұмыс.  
11.2-сурет 11.3-сурет 
 (11.10)
Жұмыстың геометриялық мағынасы: газдың көлемнен (11.2-сурет) көлемге дейін ұлғаю кезінде атқаратын жұмысы өсі,  қисығы (11.3-сурет) және , көлемдерге сәйкес келетін түзулермен шектелген аудан арқылы анықталады
жүктеу/скачать 1,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
өзгерісі бірдей болады да мынаған тең:
, немесе 