9) Работа различных процессов . Примеры. Что такое полезная работа?
Работа –количественная мера передачи энергии от одной системы к другой путем направленного в пространстве перемещения микроскопических масс.
Полезная работа – это все виды работы кроме работы расширения WUmax =∆G (G – энергия Гиббса)
Максимальная полезная работы системы: WUmax = -∆G здесь энергия гиббса тоже является свободной.
10) Тепловые эффекты при V=const и p=const/ Что такое энтальпия? Экзотермические и эндотермические процессы.
V=const – убыли внутренней энергии
P=const – убыли энтальпии
Энтальпия –св-во вещ-ва, указывающее кол-во энергии, которую можно преобразовать в теплоту.
⧋H<0 – экзотрмич р-ция, +Q (выделение теплоты)
⧋H>0 – эндотермич р-ция, -Q (поглощение теплоты)
11)Закон Гесса
Закон Гесса —Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.
Иными словами, количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при каком-либо процессе, всегда одно и то же, независимо от того, протекает ли данноехимическое превращениев одну или в несколько стадий (при условии, чтотемпература,давлениеиагрегатные состояниявеществ одинаковы). Например, окислениеглюкозыв организме осуществляется по очень сложному многостадийному механизму, однако суммарный тепловой эффект всех стадий данного процесса равен теплоте сгорания глюкозы.
12) Второй закон термодинамики. Энтропия.
Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.
Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему»[1] (такой процесс называется процессом Клаузиуса).
Постулат Томсона: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).
Энтропия – способность энергии к превращениям. Изменение энтропии ∆S термодинамической системы при обратимом процессе как отношение изменения общего количества тепла ΔQ к величине абсолютной температуры T
13) Статистическое толкование второго закона термодинамики. Уравнение Больцмана. Термодинамическая вероятность. Постоянная Больцмана.
Макросостояние системы определяется параметрами , характеризующие всю систему, такими как p,T,m,V если бы можно было в данный момент определить координаты и скорость всех молекул в системе , то было бы указанно микросостояние системы. Сделать это конечно нельзя , однако ясно, чем больше микросостояние , отвечающих данному макросостоянию, тем последнее более вероятно. соответствующую макросостояния называют –термодинамической вероятностью.
Термодинамич вероятность – характеристикамакроскопич состояния системы, равная числу тех физических различных микросостояний, которыми может быть осуществлено рассматриваемое макросостояние. Термдинамич вероятность связана с энтропией системы S в том же состоянии формулой Больцмана S=K*ln*W – формула Больцмана
Постоянная Больцмана (k или kb) — физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией. Названа в честь австрийского физика Людвига Больцмана, сделавшего большой вклад в статистическую физику, в которой эта постоянная играет ключевую роль. Её экспериментальное значение в системе СИ равно k = 1.3806504(24)x10 в -23 Дж\К. Числа в круглых скобках указывают стандартную погрешность в последних цифрах значения величины. Постоянная Больцмана может быть получена из определения абсолютной температуры и других физических постоянных.
Уравне́ние Бо́льцмана (кинети́ческое уравнение Больцмана) — уравнение, названное по имени Людвига Больцмана, который его впервые рассмотрел, и описывающее статистическое распределение частиц в газе или жидкости. Уравнение Больцмана используется для изучения переноса тепла и электрического заряда в жидкостях и газах, и из него выводятся транспортные свойства, такие как электропроводность, эффект Холла, вязкость и теплопроводность. Уравнение применимо для разреженных систем, где время взаимодействия между частицами мало.
Уравнение Больцмана описывает эволюциюво времени (t) функции распределения плотностиf(x, p, t) в одночастичном фазовом пространстве, гдеx и p — координатаиимпульссоответственно. Распределение определяется так, что
пропорционально числу частиц в фазовом объёме d³x d³p в момент времени t. Уравнение Больцмана
Здесь F(x, t) — поле сил, действующее на частицы в жидкости или газе, а m — масса частиц.