Основы термодинамики

dlyachainikov.ru · Физика

Основные понятия термодинамики

Термодинамика изучает макроскопические свойства материи и их изменения при взаимодействии с окружающей средой.

Закрытая система: не обменивается веществом с окружением.
Изолированная система: не обменивается ни веществом, ни энергией с окружением.
Открытая система: может обмениваться веществом и энергией с окружающей средой.

$\Delta U = Q - W$
где $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $Q$ — количество теплоты, переданное системе, $W$ — работа, совершённая системой.

Энтропия замкнутой системы всегда возрастает или остаётся постоянной ( $dS \geq 0$ ).

Изотермический процесс: температура постоянна ( $T = const$ ).
Адиабатический процесс: отсутствует теплообмен с окружающей средой ( $Q = 0$ ).
Изохорный процесс: постоянный объём ( $V = const$ ).

Пример задачи: найти работу, совершаемую газом при изобарном расширении от объёма $V_1$ до $V_2$ .
$W = P \cdot (V_2 - V_1)$

Найти изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа при изохорическом процессе, если начальная температура равна $T_1$ , а конечная — $T_2$ . Ответ: $U = \frac{3}{2} n R (T_2 - T_1)$

Термодинамические системы

Закрытая система: не обменивается веществом с окружением.

Изолированная система: не обменивается ни веществом, ни энергией с окружением.

Открытая система: может обмениваться веществом и энергией с окружающей средой.

Процессы в термодинамике

Изотермический процесс: температура постоянна (

T = const

Адиабатический процесс: отсутствует теплообмен с окружающей средой (

Q = 0

Изохорный процесс: постоянный объём (

V = const

Примеры задач

Найти изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа при изохорическом процессе, если начальная температура равна

T_1

, а конечная —

T_2

. Ответ:

U = \frac{3}{2} n R (T_2 - T_1)