Legi fundamentale și definiții ale cantităților fizice
Energia internă a sistemului este energia sistemului, determinată în mod unic de starea sa termodinamică. Energia internă a sistemului include energia mișcării haotice a tuturor microparticulelor sistemului și energia potențială a interacțiunii lor. Energia internă a sistemului nu include energia cinetică a mișcării sistemului ca întreg și energia sa potențială în câmpul de forță externă.
Schimbarea energiei interne în timpul tranziției sistemului de la starea 1 la starea 2 nu depinde de tipul procesului și este egală.
Umiditatea absolută reprezintă cantitatea de vapori de apă (în grame) conținută în 1 m 3 de aer.
Formula lui Boltzmann este o formulă care stabilește o legătură între entropia unui sistem și probabilitatea termodinamică a stării sale. Conform acestei formule, entropia sistemului este proporțională cu logaritmul natural al probabilității termodinamice a stării sale.
Vacanțe - unul dintre tipurile de defecte structurale ale rețelei cristaline - un nod al rețelei cristaline, în care nu există atom sau ion.
A doua lege a termodinamicii - creșterea entropiei, determină direcția proceselor care au loc în mod natural și prevede într-un sistem închis, entropia fie rămâne neschimbată (dacă fluxul de sistem procese de echilibru reversibile) sau creșterea (sub procese neechilibru) și la starea de echilibru este maximizată. Alte formulări arată:
- Este imposibil să transferați căldură din corpul mai puțin frig până în corp mai încălzit fără nici o schimbare în sistem sau în mediu;
- Este imposibil să se creeze o mașină care funcționează periodic, singurul rezultat al căruia ar fi ridicarea încărcăturii și răcirea rezervorului de căldură.
Al doilea postulat al termodinamicii ("începutul zero al termodinamicii") afirmă existența temperaturii ca o funcție specială a stării sistemului de echilibru.
Legea lui Hooke afirmă că în domeniul deformării elastice, stresul și tulpina relativă sunt legate de o relație liniară.
Presiunea Laplace este presiunea datorată existenței forțelor de tensionare superficială și a suprafeței curbe a lichidului.
Defectul lui Frenkel este o încălcare a structurii cristalului cauzată de apariția unui atom în interstițiu.
Defectul Schottky este o încălcare a structurii cristaline cauzată de "creeping" de atomi de la adâncimea cristalului la suprafața sa și de apariția unui loc de muncă în interiorul cristalului.
Deformarea unui solid este un proces în care un corp sub sarcină își modifică dimensiunea și forma.
Diagrama de întindere este o relație prezentată grafic între efortul care acționează în material și alungirea relativă care are loc în timpul deformării.
Diagrama de stare reprezintă o reprezentare grafică a relației dintre parametrii stării unui sistem de echilibru termodinamic. De obicei, proiecțiile diagramei de stare sunt aplicate uneia dintre planurile de coordonate cu o valoare constantă a parametrilor rămași.
Dislocarea este un defect liniar în rețeaua cristalină care perturbe alternanța corectă a planurilor atomice.
Un proces închis sau un ciclu este un proces, după care sistemul revine la starea inițială.
Scala ideală pentru temperatura gazului (scara Kelvin) este o scară bazată pe ecuația Clapeyron-Mendeleev. Ca corp termometric, se ia un gaz ideal și ca parametru de temperatură este produsul presiunii pe volum. Conform ecuației de stare a unui gaz ideal la o temperatură T = -273,16 ° C, acest produs trebuie să fie egal cu zero. Această temperatură este zero absolută a temperaturii. Scara prin care temperatura este citită de la zero absolută se numește scala absolută a gazului ideal. Prin definirea acestei scări, existența unei temperaturi sub zero absolută este imposibilă. La zero absolută, corpurile și particulele din care sunt construite au cea mai mică energie posibilă. Aceasta înseamnă că energia cinetică este zero, iar energia potențială are cea mai mică valoare posibilă.
Procesele isoprocese sunt procese termodinamice care au loc cu valoarea constantă a oricărui parametru de stare.
Evaporarea este procesul de evaporare care apare de pe suprafața liberă a unui lichid.
Teorema lui Carnot spune:- Eficiența ciclului reversibil Carnot nu depinde de natura fluidului de lucru și este o funcție doar a temperaturilor absolute ale încălzitorului T1 și a frigiderului T2.
- Eficiența oricărei mașini termice care funcționează în domeniul de temperatură T1 și T2. nu poate fi mai mare decât eficiența unei mașini care funcționează pe ciclul Carnot în același interval de temperatură.
Ciclul Carnot este un proces de echilibru circular direct format din două izoterme și două adiabate. Ca ciclu al unui motor termic, acesta are proprietăți optime și cea mai mare eficiență într-un anumit interval de temperatură al încălzitorului și al frigiderului.
Încălzirea este procesul de evaporare intensă a unui lichid nu numai de pe suprafața sa liberă, ci și de-a lungul întregului volum al lichidului în bulele de vapori care se formează în timpul acestui proces.
Cantitatea de căldură determină modificarea stării sistemului termodinamic care are loc în timpul schimbului de căldură dintre sistem și corpurile externe. Cantitatea de energie transferată de sistem (sistem) în procesul schimbului de căldură se numește cantitatea de căldură. Căldura este considerată pozitivă dacă este transmisă de la organisme externe către sistem și negativă dacă este transmisă din sistem către corpuri externe.
Coeficientul de tensiune superficială este:
- forța de suprafață care acționează pe unitatea de lungime a conturului care limitează suprafața lichidului;
- munca care trebuie făcută pentru a crea o unitate de suprafață în condiții izotermice.
Motorul de factorul de eficiență termică este raportul de lucru A. fluid de lucru perfect în acest proces ciclu direct, cantitatea de căldură pentru a comunica cu sistemul de încălzire a fluidului de lucru.
Unghiul de colț este unghiul dintre suprafața umedă a solidului și tangenta la suprafața meniscului.
Temperatura critică este temperatura la care volumele specifice ale fazei lichide și gazoase a substanței sunt egale una cu cealaltă, ca urmare a dispariției unei limite clare între aceste faze. Temperatura critică este temperatura maximă la care poate exista o fază lichidă. Deasupra acestei temperaturi, există numai o fază gazoasă a substanței.
Meniscul este suprafața curbată a lichidului din interiorul tubului capilar sau între două pereți solizi apropiați.
Modulul Young este o cantitate fizică care caracterizează proprietățile elastice ale unui material și numeric egală cu tensiunea care trebuie aplicată corpului pentru a obține o deformare relativă egală cu unitatea.
Un încălzitor este un corp care comunică energia sub formă de căldură către sistemul termodinamic considerat.
voltaj # 963; - o cantitate fizică care este numeric egală cu forța pe unitatea de suprafață a secțiunii transversale a corpului.
Aburul saturat este o vapori care este în echilibru termodinamic cu un lichid sau un solid.
Un proces termodinamic ireversibil este un proces care nu permite sistemului să se întoarcă la starea sa originală fără modificări ale mediului.
Nonwetting - fenomen de suprafață, care are loc atunci când un fluid în contact cu lichidul solid și se manifestă în efortul său de a reduce suprafața de contact cu corpul solid, ceea ce conduce la apariția unei suprafețe nonwettable a corpului solid de picături de lichid.
Un proces termodinamic reversibil este un proces care permite sistemului să se întoarcă la starea sa originală fără modificări de mediu.
Ciclul invers este un proces circular în care mediul de lucru transferă căldura de la un corp rece la unul mai cald. Dispozitivele destinate acestui scop sunt numite mașini de refrigerare sau frigidere.
Umiditatea relativă a aerului este determinată de raportul dintre densitatea vaporilor de apă la o temperatură dată și densitatea vaporilor saturați la aceeași temperatură.
Deformarea relativă este o măsură a deformării, determinată de raportul dintre deformarea absolută și valoarea inițială a unei cantități care caracterizează mărimea sau forma corpului.
Prima lege a termodinamicii. schimbarea energiei interne a sistemului termodinamic este egală cu suma lucrărilor efectuate pe sistem de către organismele externe și cu cantitatea de căldură comunicată sistemului.
Primul postulat al termodinamicii este că un sistem izolat are o stare de echilibru termodinamic, în care vine cu timpul și nu-l poate lăsa niciodată în mod spontan.
Perpetuum mobile (mașină de mișcare perpetuă de al doilea tip) este un motor imaginar care ar putea funcționa fără a intra în schimbul de căldură cu corpuri de temperaturi diferite. Una dintre formulările celei de-a doua lege a termodinamicii afirmă: o mișcare perpetuă a celui de-al doilea tip este imposibilă.
Topirea este trecerea unei substanțe cristaline solide într-o stare lichidă. La o presiune externă constantă, topirea unei substanțe pure are loc la o temperatură constantă, punctul de topire.
Substanțele active de suprafață sunt impuritățile adsorbite pe suprafața unui lichid și reduc energia stratului de suprafață.
Rezistența la randament este tensiunea corespunzătoare celei mai mari sarcini deținute de organism înainte de distrugere.
Limita de elasticitate este o cantitate fizică determinată de tensiunea maximă la care deformările reziduale nu au loc încă.
Căldura redusă este raportul dintre cantitatea de căldură produsă de sistem în procesul izotermic și temperatura acestui proces.
Principiul echivalenței de căldură și de muncă (în situația lui Clausius): în toate cazurile, atunci când apare căldura lucrării, petrece o cantitate proporțională de căldură primită de muncă, și, dimpotrivă, investiția unui anumit loc de muncă a obține aceeași cantitate de căldură.
Procesul este tranziția unui sistem de la o stare la alta, însoțită de o schimbare a parametrilor termodinamici.
Un ciclu direct este un proces circular în care sistemul primește o cantitate de căldură din încălzitor, dă frigiderului o cantitate de căldură și se angajează să lucreze.
Lucrare - una dintre modalitățile de a schimba starea sistemului termodinamic, datorită unei schimbări în locația relativă a sistemului și a interacțiunii externe cu acesta. Lucrarea este determinată de cantitatea de energie transferată în sistem în timpul schimbării stării sale, adică în timpul procesului, prin urmare lucrarea este o funcție a procesului. Munca este de obicei considerată pozitivă dacă este comisă de sistem. Dacă lucrarea se face pe sistem de către forțele externe, atunci munca este considerată negativă.
Organismul de lucru este un sistem termodinamic care efectuează un proces circular într-o instalație termică.
Starea de echilibru (starea de echilibru termodinamic) - este o condiție în care nu numai toți parametrii de sistem sunt constante în timp, dar nu există nici un flux constant datorită acțiunii unor surse externe.
Un proces de echilibru sau quasistatic este un proces în care toți parametrii unui sistem se schimbă fizic infinit lent, astfel încât sistemul este în orice moment în stări de echilibru.
Relaxare - procesul de revenire la o stare de echilibru termodinamic a sistemului derivat din această stare.
Energia legată este parte a energiei interne care nu poate fi transformată în muncă.
Simetria cristalelor - regularității aranjament atomic, forma exterioară și proprietățile fizice ale cristalelor, care constă în aceea că cristalul poate fi aliniat cu el însuși prin rotații, reflecții, traduceri paralele și alte transformări.
Umezirea este un fenomen de suprafață care apare atunci când lichidul intră în contact cu un solid și se manifestă în răspândirea unui lichid pe o suprafață solidă.
Regulatitățile statistice sunt regulile la care fac obiectul fenomenelor de masă.
Starea staționară a sistemului este starea sa, în care toți parametrii de stare nu se schimbă odată cu timpul.
Sublimarea (sublimare) - trecerea de la solid la starea gazoasă, fără a trece printr-o fază lichidă. Pentru sublimarea materiei, este necesar să se furnizeze energie, numită căldura de sublimare.
Temperatura este un parametru statistic al stării unui sistem de echilibru termodinamic care caracterizează gradul de încălzire corporală. În condițiile echilibrului termodinamic, temperatura tuturor corpurilor care intră în sistem este aceeași. Temperatura descrie starea internă a sistemului și este determinată de valoarea medie a energiei cinetice a moleculelor constituente. Temperatura nu poate fi măsurată direct. Valoarea temperaturii este determinată de schimbarea unor proprietăți ale substanței, care pot fi măsurate direct (volum, rezistență electrică).
Capacitatea de căldură a corpului C este raportul dintre cantitatea de căldură Q raportată corpului în orice proces și modificarea corespunzătoare a temperaturii corpului:
Capacitatea termică este o funcție a procesului. Distingeți între căldura specifică la un volum constant și la o presiune constantă. Căldura specifică a unei unități de masă a materiei este definită de obicei ca căldura specifică, căldura specifică a substanței în cantitatea de 1 mol, ca și capacitatea de căldură molară.
Probabilitatea termodinamică a unui macrostat dat este determinată de numărul de microstații care realizează această macrostată. Probabilitatea termodinamică caracterizează gradul de tulburare a stării macroscopice.
sistem termodinamic - un set de obiecte macroscopice (organisme și câmpuri), schimburile de energie sub formă de muncă și sub formă de căldură între ele și cu mediul extern.
Scara termodinamică a temperaturii este o scară stabilită pe baza teoremei lui Carnot. Temperatura, măsurată pe această scală, nu depinde de proprietățile substanței, deoarece este inerentă temperaturii empirică. Scara de temperatură termodinamică coincide cu scala ideală de gaz atunci când gradele sunt egale. Scara de temperatură absolută termodinamică este numită scala Kelvin. Pentru unitatea de bază de bază pe această scală, se ia Calvin. Kelvin este 1 / 273,16 o parte din temperatura termodinamică a punctului triplu de apă.
Punctul de fierbere este temperatura lichidului la care presiunea vaporilor saturați este egală cu presiunea externă.
Punctul de rouă este temperatura la care vaporii, datorită răcirii izochorice, devin saturați. Umiditatea relativă a aerului la această temperatură este egală cu o sută la sută.
Punctul triplu este punctul de pe diagrama de fază a substanței care corespunde coexistenței de echilibru a celor trei faze ale substanței - solid, lichid și gazos. Temperatura punctului triplu de apă este de 0,01 ° C (273,16 K).
Căldura specifică de vaporizare este căldura necesară pentru evaporarea unei unități de masă lichidă încălzită până la punctul de fierbere.
Deformarea elastică este o deformare care dispare după încetarea forței care o provoacă.
Faza este o parte omogenă fizic macroscopică a unei substanțe separate de restul sistemului printr-o interfață, astfel încât să poată fi extrasă din sistem mecanic.
Etapa de tranziție - trecerea materiei de la o fază la alta. Există două tipuri de tranziții de fază: tranziții de fază de prim ordin și tranziții de fază de ordinul doi.
Tranzițiile de fază ale celui de-al doilea tip sunt numite transformări de fază care apar fără absorbție sau eliberare de căldură și modificări ale volumului specific. În tranzițiile de fază ale celui de-al doilea tip, capacitatea de căldură, coeficientul de expansiune volumetrică și anumite alte caracteristici ale substanței se schimbă discontinuu.
Tranzițiile de fază de primul tip se numesc transformări de fază, însoțite de absorbția sau eliberarea căldurii și de o modificare a volumului specific.
Un frigider este un corp care primește energie din sistemul termodinamic sub formă de căldură.
O celulă elementară este cel mai mic număr de atomi de cristal, păstrând o ordine de lungă durată inerentă unui cristal dat când dimensiunea sa scade.
Temperatura empirică este temperatura, determinarea căreia se bazează pe dependența de temperatură a anumitor proprietăți fizice ale substanței care trebuie măsurate direct.
Entropia este o funcție unică a stării unui sistem termodinamic. Schimbarea entropiei în procesul de echilibru este egală cu raportul cantității de căldură comunicată cu sistemul sau îndepărtată de acesta, până la temperatura termodinamică a sistemului. Schimbarea entropiei unui sistem închis care efectuează un proces circular echilibrat este zero.
Procesele de neechilibru într-un sistem izolat sunt însoțite de o creștere a entropiei, apropie sistemul de o stare de echilibru în care entropia este maximă. Entropia unui sistem izolat nu poate scădea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: