December 03 2016 02:24:13
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
РЕАЛЬНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
ОСНОВЫ  ТЕРМОДИНАМИКИ

В рамках феноменологической термодинамики третье начало термодинамики фиксирует точку отсчета энтропии. Энтропия при этом может быть вычислена по формуле

из которой видно, что вблизи абсолютного нуля теплоемкость должна становиться бесконечно малой (чтобы интеграл не обращался в бесконечность). Значит, никакими способами нельзя отнять теплоту у термодинамической системы, и абсолютный нуль недостижим.

Вторые производные от термодинамических потенциалов связаны также с коэффициентами сжимаемости - изотермическим kT и адиабатным kS - при соответствующих процессах (или с обратными им величинами – модулями всестороннего изотермического ВТ и адиабатного ВS сжатия). Произведения этих коэффициентов на объем дают вторые производные по давлению от термодинамического потенциала Гиббса G  и энтальпии Н

а обратные  им величины дают вторые производные по объему от

свободной энергии F и от внутренней энергии U

   Для изохорного термического коэффициента давления его произведение на давление (Рдает перекрестную производную от свободной энергии по температуре и объему со знаком минус (сравните  с уравнениями 7.12) , так как в первом уравнении справа от знака равенства стоит произведение давления Р на изохорный коэффициент температурного давления  β, а в правом уравнении – произведение объема V на изобарный коэффициент теплового расширения α со знаком минус

Вся эта система связей между термодинамическими функциями позволяет, зная  любой из термодинамических потенциалов, найти все остальные. На практике снимают доступные экспериментальным измерениям зависимости и по ним строят графики или составляют таблицы зависимостей термодинамических потенциалов и энтропии от термодинамических параметров для самых различных веществ, а потом подбирают наиболее подходящие вещества в качестве самых эффективных рабочих тел в термодинамических процессах. Но это уже чисто технические задачи.

8.         РЕАЛЬНЫЕ  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ  СИСТЕМЫ  

                                 И   ФАЗОВЫЕ  ПРЕВРАЩЕНИЯ

    8.1. Модель газа Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса      

        Модель идеального газа сыграла важную роль в исследованиях тепловых процессов. Она позволила выявить существование и зависимость от температур нагревателя и холодильника максимального КПД тепловых машин, позволила построить термодинамическую шкалу температур и, наконец, позволила понять второе начало термодинамики и ввести меру хаотичности состояния термодинамической системы – энтропию. Кроме всего этого, в силу предельной простоты термического уравнения состояния идеального газа, использование этого уравнения позволило найти фундаментальные, то есть обладающие всеобщностью, универсальностью, связи между термодинамическими потенциалами, термодинамическими параметрами и энтропией. Эти связи позволяют находить практически полезные характеристики термодинамических объектов даже в тех случаях, когда мы ничего не знаем об их термических уравнениях состояния (и даже вне зависимости от их агрегатных состояний, хотя сам идеальный газ имеет только одно агрегатное состояние – газообразное). Таким образом, идеальный газ оказался способным моделировать тепловое поведение в термодинамических процессах не только газообразных, но и жидких и твердых тел.

Однако целый ряд свойств реальных природных тел и процессов модель идеального газа заведомо не в состоянии объяснить в силу исключения из этой модели некоторых характеристик микрообъектов, составляющих термодинамическую систему. Так, например, модель идеального газа не может объяснить переход вещества из газообразного состояния в жидкое, поскольку за это ответственны силы взаимодействия между молекулами на расстоянии, которыми в этой модели пренебрегают. Эти силы получили название сил Ван-дер-Ваальса, но мы не будем подробно останавливаться на их природе, отметив только сам факт их существования.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.07 секунд 4,189,939 уникальных посетителей