Лекція №2 термодинаміка відкритих біологічних середовищ



Дата конвертації02.06.2016
Розмір445 b.


ЛЕКЦІЯ №2

  • ТЕРМОДИНАМІКА ВІДКРИТИХ БІОЛОГІЧНИХ СЕРЕДОВИЩ.




Усі тіла складаються з найдрібніших частинок – атомів, молекул, до складу яких входять ще дрібніші елементарні частинки.

  • Усі тіла складаються з найдрібніших частинок – атомів, молекул, до складу яких входять ще дрібніші елементарні частинки.

  • Атоми і молекули речовини завжди перебувають у безперервному хаотичному русі.

  • Між частинками будь-якої речовини існують сили взаємодії: притягання і відштовхування. Ці сили мають електромагнітну природу .

  • Ці положення підтверджуються явищами дифузії, броунівського руху, особливостями будови і властивостями газів, рідин та твердих тіл.







РІВНЯННЯ СТАНУ ІДЕАЛЬНОГО ГАЗУ

  • Ідеальним називається газ, молекули якого є матеріальними точками і потенціальна енергія взаємодії яких дорівнює нулю. Стан ідеального газу, коли немає зовнішніх полів, визначається для даної маси термодинамічними параметрами: об’ємом V, тиском p та температурою T . Рівняння, що пов’язує ці параметри газу при фіксованій масі, називають рівнянням стану ідеального газу. Рівняння стану встановлюють дослідним шляхом або на основі молекулярно–кінетичних уявлень. Прикладом такого рівняння є рівняння Менделєєва-Клапейрона:



Виведення основного рівняння МКТ ґрунтується на моделі ідеального газу, а також на наступних уявленнях

  • Виведення основного рівняння МКТ ґрунтується на моделі ідеального газу, а також на наступних уявленнях

  • тиск газу на стінку не залежить від форми посудини. Тому припустимо, що посудина має форму кубу із сторонами .

  • зіткнення молекул між собою та зі стінками посудини є абсолютно пружними і симетричними, причому, інтервали часу між зіткненнями значно більші за час самих зіткнень.

  • якщо газ знаходиться у рівновазі, то всі напрямки руху молекул рівноймовірні і при відсутності зовнішніх сил молекули газу розподілені рівномірно по всьому об’єму.











ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ ІДЕАЛЬНОГО ГАЗУ



МЕХАНІЧНА РОБОТА



РОБОТА ІДЕАЛЬНОГО ГАЗУ В ІЗОПРОЦЕСАХ



КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ





Перший закон термодинаміки є законом збереження енергії, який сформульований у вигляді, зручному для розгляду теплових процесів: кількість теплоти, надана системі, йде на зміну внутрішньої енергії системи і здійснення системою роботи:

  • Перший закон термодинаміки є законом збереження енергії, який сформульований у вигляді, зручному для розгляду теплових процесів: кількість теплоти, надана системі, йде на зміну внутрішньої енергії системи і здійснення системою роботи:



Застосування І закону термодинаміки до ізопроцесів









Термодинамічний процес, виконуваний системою, називають оборотним, якщо після нього можна повернути систему і всі тіла, які з нею взаємодіяли у вихідний стан таким чином, щоб в інших тілах не виникло ніяких залишкових явищ. Іншими словами, під час оборотного процесу система може повернутися у вихідний стан так, що в оточуючому середовищі не залишиться ніяких змін. Прикладом оборотного процесу є незатухаючі коливання тіла, підвішеного у вакуумі на абсолютно пружній пружині. Механічні коливання такої пружини не викликають змін енергії теплового руху частинок системи.

  • Термодинамічний процес, виконуваний системою, називають оборотним, якщо після нього можна повернути систему і всі тіла, які з нею взаємодіяли у вихідний стан таким чином, щоб в інших тілах не виникло ніяких залишкових явищ. Іншими словами, під час оборотного процесу система може повернутися у вихідний стан так, що в оточуючому середовищі не залишиться ніяких змін. Прикладом оборотного процесу є незатухаючі коливання тіла, підвішеного у вакуумі на абсолютно пружній пружині. Механічні коливання такої пружини не викликають змін енергії теплового руху частинок системи.

  • Прикладом необоротного процесу є гальмування тіла під дією сили тертя. Всі процеси, які супроводжуються тертям, є необоротними. Усі реальні процеси є необоротними. Але в деяких випадках умови протікання процесів є такими, що їх наближено можна вважати оборотними.











ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

  • Неможливим є процес, єдиним наслідком якого є передача тепла від холодного тіла гарячому (Клаузіус);

  • Неможливий процес єдиним наслідком якого є виконання роботи за рахунок охолодження одного тіла (Томсон);

  • Неможливо створити вічний двигун другого роду.

  • Найбільш загальним формулюванням другого закону термодинаміки є:

  • Ентропія замкнутої системи не може зменшуватися при будь-яких процесах, що в ній відбуваються





ЗМІНА ЕНТРОПІЇ ПРИ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСАХ





ТРЕТІЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ



ВЛАСТИВОСТІ РЕАЛЬНИХ ГАЗІВ








База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка