Презентация Первое и второе начало термодинамики онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Термодинамика — раздел физики,изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. Термодинамика — раздел физики,изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями.

Содержание слайда: Классическая термодинамика: Главные законы термодинамики (иногда также называемые началами). Уравнения состояния и прочие свойства простых термодинамических систем (идеальный газ, реальный газ, диэлектрики и магнетики и т. д.) Равновесные процессы с простыми системами, термодинамические циклы. Неравновесные процессы и закон неубывания энтропии. Термодинамические фазы и фазовые переходы

Содержание слайда: История начал термодинамики Первое установленное начало термодинамики, которое в конечном счете стало «Вторым законом», было сформулирован Сади Карно в 1824. К 1860, в результате открытий в работах Рудольфа Клаузиуса и Вильяма Томсона, было уже два установленных «начала» термодинамики, первое начало и второе начало. Спустя годы, эти начала превратились в «законы». В 1873, например, термодинамик Джозайя Уиллард Гиббс в его «Графических методах в термодинамике жидкостей» ясно заявил о существовании двух абсолютных законов термодинамики: Первого закона и Второго закона. Теперь, открыто в общей сложности пять законов. За последние 80 лет различные авторы иногда предлагали добавить ещё законы, но ни один из них не был широко признан.

Содержание слайда: Ю́лиус Ро́берт фон Ма́йер (1814  —1878) —немецкий врач и естествоиспытатель. Родился в семье немецкого зажиточного пивовара. Изучал медицину в Тюбингене, Мюнхене и Париже. В 1842 г. оценил механический эквивалент теплоты по разности удельных теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме. Ю́лиус Ро́берт фон Ма́йер (1814  —1878) —немецкий врач и естествоиспытатель. Родился в семье немецкого зажиточного пивовара. Изучал медицину в Тюбингене, Мюнхене и Париже. В 1842 г. оценил механический эквивалент теплоты по разности удельных теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.

Содержание слайда: Джеймс Пре́скотт Джо́уль (1818— 1889) —английский физик. Родился в семье богатого пивовара. Получил домашнее образование. В течение нескольких лет его учил математике, физике, началам химии известный физик и химик Джон Дальтон. Опыты Джоуля состояли в измерении количества тепла, выделяющегося в сосуде с водой, в котором под действием опускающегося груза вращался электромагнит, а сам сосуд был помещён в магнитное поле. В этих опытах он впервые определил механический эквивалент теплоты, а в последующие годы исследовал тепловые эффекты при продавливании жидкости через узкие отверстия (1844), сжатии газа (1845) и т.д. Все эти опыты привели Джоуля к открытию закона сохранения энергии. Впоследствии его именем была названа единица измерения всех видов энергии – механической, тепловой, электрической, лучистой и др. Джеймс Пре́скотт Джо́уль (1818— 1889) —английский физик. Родился в семье богатого пивовара. Получил домашнее образование. В течение нескольких лет его учил математике, физике, началам химии известный физик и химик Джон Дальтон. Опыты Джоуля состояли в измерении количества тепла, выделяющегося в сосуде с водой, в котором под действием опускающегося груза вращался электромагнит, а сам сосуд был помещён в магнитное поле. В этих опытах он впервые определил механический эквивалент теплоты, а в последующие годы исследовал тепловые эффекты при продавливании жидкости через узкие отверстия (1844), сжатии газа (1845) и т.д. Все эти опыты привели Джоуля к открытию закона сохранения энергии. Впоследствии его именем была названа единица измерения всех видов энергии – механической, тепловой, электрической, лучистой и др.

Содержание слайда: Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821— 1894) —немецкий физик,врач, физиолог и психолог. В своих первых научных работах при изучении процессов брожения и теплообразования в живых организмах Гельмгольц приходит к формулировке закона сохранения энергии. В его книге «О сохранении силы» (1847) он формулирует закон сохранения энергии строже и детальнее, чем Роберт Майер в 1842 году, и тем самым вносит существенный вклад в признание этого оспариваемого тогда закона. Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821— 1894) —немецкий физик,врач, физиолог и психолог. В своих первых научных работах при изучении процессов брожения и теплообразования в живых организмах Гельмгольц приходит к формулировке закона сохранения энергии. В его книге «О сохранении силы» (1847) он формулирует закон сохранения энергии строже и детальнее, чем Роберт Майер в 1842 году, и тем самым вносит существенный вклад в признание этого оспариваемого тогда закона.

Содержание слайда: КАРНО́ (Никола Леонар) Сади (1796—1832), французский физик и инженер. В 1824 году вышла его первая и единственная работа— «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». В ней был произведён анализ существовавших в то время паровых машин, и были выведены условия, при которых КПД достигает максимального значения. Помимо этого там же были введены основные понятия термодинамики: идеальная тепловая машина, идеальный цикл, обратимость и необратимость термодинамических процессов. Умер Карно в 1832 году от холеры. По правилам всё его имущество, в том числе и бумаги, было сожжено. Таким образом, его научное наследие было утрачено. Уцелела только одна записная книжка — в ней сформулировано первое начало термодинамики. КАРНО́ (Никола Леонар) Сади (1796—1832), французский физик и инженер. В 1824 году вышла его первая и единственная работа— «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». В ней был произведён анализ существовавших в то время паровых машин, и были выведены условия, при которых КПД достигает максимального значения. Помимо этого там же были введены основные понятия термодинамики: идеальная тепловая машина, идеальный цикл, обратимость и необратимость термодинамических процессов. Умер Карно в 1832 году от холеры. По правилам всё его имущество, в том числе и бумаги, было сожжено. Таким образом, его научное наследие было утрачено. Уцелела только одна записная книжка — в ней сформулировано первое начало термодинамики.

Содержание слайда: Лю́двиг Бо́льцман (1844— 1906) — австрийский физик-теоретик. Больцман родился в Вене в семье акцизного чиновника. Важное значение имели труды Больцмана по термодинамике излучения. В 1884 он вывел закон для испускательной способности абсолютно черного тела с учётом пропорциональности  Лю́двиг Бо́льцман (1844— 1906) — австрийский физик-теоретик. Больцман родился в Вене в семье акцизного чиновника. Важное значение имели труды Больцмана по термодинамике излучения. В 1884 он вывел закон для испускательной способности абсолютно черного тела с учётом пропорциональности  давления равновесного излучения, предсказанного теорией Максвелла, и плотности его энергии. На могильном камне Больцмана выбита установленная им формула S = k lnW, связывающая энтропию   термодинамического состояния с числом соответствующих микросостояний  W. Коэффициент    Дж·К−1 носит название постоянной Больцмана.

Содержание слайда: Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус (имя при рожд. — Рудольф Готтлиб (1822— 1888) — немецкий физик, механик и математик. Университетское образование Клаузиус получил в Берлине. В работе «О движущей силе теплоты и о законах, которые можно отсюда получить для теории теплоты», опубликованной в 1850 г., Клаузиус сформулировал утверждение, которое позднее назвал тепловой аксиомой: «Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему». Тепловая аксиома Клаузиуса стала первой формулировкой второго начала термодинамики, ныне известной сейчас как формулировка Клаузиуса. В ряде последующих работ по механической теории тепла Клаузиус уточнил свою формулировку второго начала и доказал несколько новых теорем, носящих теперь его имя. В 1865 г. появилась работа «О различных удобных для применения формах второго начала математической теории теплоты», в которой Клаузиус ввёл понятие важнейшее для термодинамики энтропии. Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус (имя при рожд. — Рудольф Готтлиб (1822— 1888) — немецкий физик, механик и математик. Университетское образование Клаузиус получил в Берлине. В работе «О движущей силе теплоты и о законах, которые можно отсюда получить для теории теплоты», опубликованной в 1850 г., Клаузиус сформулировал утверждение, которое позднее назвал тепловой аксиомой: «Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему». Тепловая аксиома Клаузиуса стала первой формулировкой второго начала термодинамики, ныне известной сейчас как формулировка Клаузиуса. В ряде последующих работ по механической теории тепла Клаузиус уточнил свою формулировку второго начала и доказал несколько новых теорем, носящих теперь его имя. В 1865 г. появилась работа «О различных удобных для применения формах второго начала математической теории теплоты», в которой Клаузиус ввёл понятие важнейшее для термодинамики энтропии.

Содержание слайда: Начала термодинамики

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Для получения математического выражения второго начала термодинамики рассмотрим работу идеальной тепловой машины. Работа машины основана на принципе обратимого циклического  процесса – термодинамического цикла Карно.  Для получения математического выражения второго начала термодинамики рассмотрим работу идеальной тепловой машины. Работа машины основана на принципе обратимого циклического  процесса – термодинамического цикла Карно. 

Содержание слайда: Проведя ряд несложных преобразований, получим для КПД идеальной Проведя ряд несложных преобразований, получим для КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Энтропия – понятие, введённое в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия – понятие, введённое в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. В статистической физике энтропия служит мерой вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния, в теории информации – мерой неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь различные исходы.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Количественная связь между энтропией S и термодинамической вероятностью W выражается формулой Больцмана: Количественная связь между энтропией S и термодинамической вероятностью W выражается формулой Больцмана: S = k ln W (32) С точки зрения статистической термодинамики второе начало термодинамики можно сформулировать следующим образом: Система стремится самопроизвольно перейти в состояние с максимальной термодинамической вероятностью. (формулировка Больцмана). Статистическое толкование второго начала термодинамики придает энтропии конкретный физический смысл меры термодинамической вероятности состояния системы.

Содержание слайда: Заключение Термодинамика может быть применена в широком круге вопросов в области науки и техники, таких, как двигатели, фазовые переходы, химические реакции, явления переноса, и даже чёрные дыры. Термодинамика имеет важное значение для других областей физики и химии, химической технологии, аэрокосмической техники, машиностроения, клеточной биологии, биомедицинской инженерии, материаловедения, и полезно в таких других областях, как экономика.

Содержание слайда:

Содержание слайда: