Исходные понятия и постулаты ТД.

Введение.

Предметом ТД и СтФ является исследование молекулярной формы движения вещества, т.е. движения огромных совокупностей частиц, а конкретно молекул. Это науки о строении, физических свойствах, и агрегатных состояниях вещества, рассматриваемого как совокупа огромного числа молекул, которые ведут взаимодействие меж собой и находятся в термическом движении. Макроскопические характеристики вещества, которые изучаются ТД и Исходные понятия и постулаты ТД. СтФ числятся независящими от внутреннего состояния.

Молекула – это меньшая часть вещества, сохраняющая все его характеристики.

Термическое движение – хаотичное хаотическое движение, не имеющее какого-нибудь преимущественного направления. Интенсивность движения находится в зависимости от температуры тела.

Задачки ТД и СтФ:

1. Исследование особенностей молекулярной формы движения самой по для себя, а конкретно Исходные понятия и постулаты ТД.:
исследование строения вещества и его изменение под воздействием наружных воздействий; исследование явлений переноса – диффузии, теплопроводимости, внутреннего трения;
исследование критичных состояний вещества;
исследование поверхностных явлений на границе раздела фаз вещества.

2. Овладение способами исследования систем многих частиц (не непременно молекул), а конкретно динамическим, термодинамическим и статистическим способами и надлежащими Исходные понятия и постулаты ТД. понятиями. Отработка и развитие этих способов.

Изучая строение и характеристики окружающего нас мира, мы используем опыт, как инструмент зания. Количественное описание нам помогают делать абстрактные модели изучаемого предмета, либо какого-нибудь его характеристики. Эти модели не учитывают другие характеристики предмета, не значительные в данном определенном случае.

В механике мы рассматривали Исходные понятия и постулаты ТД. движение вещественных тел, характеристики которых были представлены в виде моделей вещественной точки и полностью твердого тела. В расчет не принимались внутренняя структура и пространственная протяженность вещественного тела, не исследовались внутренние характеристики и внутреннее движение вещественных тел. Эти модели не применимы для исследования внутренних параметров вещественных тел, когда существенны Исходные понятия и постулаты ТД. их структура и движение частей тела относительно друг дружку

ТД и Молекулярная физика предлагают другие модели:

ü Вещественные тела состоят из огромного числа взаимодействующих частиц (атомов и молекул), при этом понятно строение атомов и молекул.

ü Частички ведут взаимодействие по неким законам и подходящим образом движутся.

ü Сами атомы и молекулы так же Исходные понятия и постулаты ТД. могут быть представлены некими моделями, зависимо от нрава рассматриваемого явления. К примеру, моделью вещественной точки, полностью твердого тела либо моделью учитывающей внутреннюю структуру атомов либо молекул.

ü Взаимодействие и движение так же можно рассматривать либо чисто традиционно, либо учесть квантовые закономерности при движении наночастиц.

Одним из примеров модели вещественного тела является Исходные понятия и постулаты ТД. модель безупречного газа.
По определению он состоит из точечных частиц с конечной массой,
которые не ведут взаимодействие меж собой. Частички сталкиваются по законам полностью упругого удара, по законам соударения шаров. Потому что точечные частички испытывают только лобовые столкновения, приводящие к изменению их скоростей на оборотные. Лобовые столкновения не изменяют скоростей Исходные понятия и постулаты ТД. частиц, на какие или другие углы.

Более близко свойствам безупречного газа соответствую разреженные газы и газы при обычных критериях.

Простота модели безупречного газа делает ее комфортной для ознакомления с способами исследования систем многих частиц и надлежащими понятиями.

Динамический способ – способ механики.

Меж столкновениями частички движутся по прямым линиям. Известны Исходные понятия и постулаты ТД. законы столкновений и ударов о стены сосуда, потому, зная положения и скорости частиц в текущее время, можно вычислить их положения и скорости во все следующие моменты времени. Положение частиц и скорости частиц дают более полную и детализированную картину и информацию о системе частиц.

Но эту информацию нереально обработать даже на самом Исходные понятия и постулаты ТД. современном компьютере, т.к. при обычных критериях ( кПа, С) в м3 воздуха содержится приблизительно молекул. Это значит, что для записи в реальный момент времени положений и скоростей частиц будет нужно зафиксировать чисел (координаты и проекции импульсов каждой частички). Да и сама информация об отдельных частичках неприменима Исходные понятия и постулаты ТД. для теоретического анализа.

Таким макаром, динамическое описание системы многих частиц невыполнимо с технической, неприменимо с теоретической и никчемно с практической точек зрения.

Статистический способ – основан на вероятностных представлениях и на том, что характеристики макросистем, определяются качествами частиц, входящих в системы, особенностями их движения и усредненными значениями динамических черт этих частиц (скоростей и энергий Исходные понятия и постулаты ТД.). Усреднение проводится по огромным группам частиц, т.е. то что мешало в работе по первому способу, помогает во 2-м способе. Ибо чем больше частиц, тем паче обусловлено использование средними чертами. Усреднение черт идет по порядку . Усредненные величины подчиняются статистическим закономерностям, которые и инсталлируются при помощи данного способа. Законы поведения Исходные понятия и постулаты ТД. совокупностей огромного числа частиц именуется статистическими закономерностями.

К примеру, температура тела определяется средней кинетической энергией поступательного движения частиц тела (системы), т.е. скоростью хаотичного движения его молекул, но потому что в хоть какой момент времени разные молекулы имеют разные скорости, то скорость может быть выражена только через Исходные понятия и постулаты ТД. среднее значение скоростей движения молекул. Нельзя гласить о температуре одной молекулы.

Таким макаром, макроскопические свойства тел имеют смысл только в случае огромного числа молекул.

Статистический способ позволяет осознать сущность явления, установить связь поведения системы в целом с поведением и качествами отдельных частиц системы либо подсистем.

Термодинамический способ – идет по другому Исходные понятия и постулаты ТД. пути, абстрагируется от внутреннего строения системы, не интересуется внутренними механизмами процессов, определяющих поведение изучаемой системы в целом, и оперирует только чертами, относящимися к системе в целом. Наблюдаемыми чертами. К примеру, модель безупречного газа в состоянии равновесия при таком подходе характеризуется объемом, давлением и температурой. Это феноменологическая теория, т.е. теория Исходные понятия и постулаты ТД., опирающаяся на бывалые данные, идущая от явления. Экспериментальные исследования призваны установить связи меж величинами, а теория стоится на неких общих положениях, началах, (к примеру, на законе сохранения энергии), и с помощью их разъясняет эти связи.

Общие положения таковой теории постулируются, а выводы используются и в других смежных Исходные понятия и постулаты ТД. дисциплинах, к примеру, физической химии.

Благодаря простоте логических построений термодинамический способ нередко позволяет с очень общих позиций разобраться в сущности явлений.

Статистический и термодинамический способы исследования систем многих частиц дополняют друг дружку. Их комбинированное применение содействует более действенному решению той либо другой научной препядствия.

Термодинамика и Статистическая физика, изучая один и Исходные понятия и постулаты ТД. тот же предмет, отличаются друг от друга только способами его исследования. Но только статистическая интерпретация термодинамических понятий и законов (температуры, первого и второго начал, энтропии) делает их приятными и конструктивными, и определяет границы из применимости.

ТД и СтФ, изучая системы многих частиц, количество вещества охарактеризовывают числом его структурных Исходные понятия и постулаты ТД. частей. В системе СИ количество вещества выражается в молях.

Моль равен количеству вещества рассматриваемой системы, которое содержит столько же структурных частей, сколько структурных частей (атомов) содержится в 0,012 кг изотопа углерода .

Таким макаром, моль хоть какого вещества содержит, по определению, однообразное число структурных частей. Это число именуют неизменной Авогадро моль Исходные понятия и постулаты ТД.-1.

Понятие моля относится к числу структурных частей вещества, потому они всегда должны быть указаны, по другому определение теряет смысл. К примеру, в сосуде содержится 1 моль молекул воды.

ТД и СтФ также пользуются понятием молярной массы, которая определяется как масса 1 моль вещества: .

Число молей вещества связано с числом молекул вещества Исходные понятия и постулаты ТД. :

, либо .


Глава 1. Термодинамика.

Начальные понятия и постулаты ТД.

Термодинамика – учение о связи и взаимопревращении разных видов энергии, теплоты и работы.

ТД изучает макросистемы – термодинамические системы – пространственные размеры которых и время существования достаточны для проведения обычных процессов измерения. Изучает характеристики макроскопических систем, которые находится в состоянии термодинамического равновесия и закономерности при Исходные понятия и постулаты ТД. их приближении к равновесию.

Макросистемы состоят из огромного числа вещественных частиц (к примеру молекул, атомов, электронов и т.д.) либо полей, к примеру электрического поля.

Состояние макросистемы характеризуется макроскопическими параметрами. Такими как: плотность , объем , упругость, давление , температура , внутренняя энергия , концентрация, поляризация, намагничивание и другими переменными величинами, численные значения которых можно Исходные понятия и постулаты ТД. измерить.

Характеристики разделяются на наружные и внутренние, это зависит в каждом определенном случае от того где проведена граница меж системой и средой.

Наружные характеристики – определяются положением не входящих в систему тел (к примеру, ими могут быть , , …). Наружные характеристики являются функциями координат наружных тел.

Внутренние характеристики – определяются движением частиц системы Исходные понятия и постулаты ТД. ( , , ими могут быть , ), также значением наружных характеристик. Внутренние характеристики системы делятся на насыщенные характеристики и экстенсивные характеристики. Насыщенными именуются характеристики, не зависящие от массы либо числа частиц в системе (давление, температура). Экстенсивными либо аддитивными именуются характеристики пропорциональные массе либо числу частиц в системе (энергия, энтропия).

Зависимо от критерий, в Исходные понятия и постулаты ТД. каких находится система, одна и та же величина может быть как наружным, так и внутренним параметром.

К примеру, при фиксированном положении стен сосуда объем является наружным параметром, а давление - внутренним параметром, потому что находится в зависимости от координат и импульсов частиц системы. В критериях же когда система Исходные понятия и постулаты ТД. находится в сосуде с подвижным поршнем под неизменным давлением, давление будет наружным параметром, а объем - внутренним параметром, потому что находится в зависимости от положения и движения частиц.

Совокупа независящих макроскопических характеристик определяет состояние системы.

Состояние системы именуется стационарным, если характеристики системы не меняются с течением времени. Состояние системы именуется сбалансированным Исходные понятия и постулаты ТД., если, не считая того, нет стационарных потоков снаружи (потоков вещества, потоков энергии).

Если состояние системы стационарное и сбалансированное, то молвят, что система находится в состоянии термодинамического равновесия.

В состоянии термодинамического равновесия система характеризуются как определенными значениями сбалансированных характеристик, так и особыми термодинамическими параметрами, которые при отсутствии равновесия в системе лишены Исходные понятия и постулаты ТД. смысла для всей системы (энтропия).

Состояние, в каком хотя бы один из характеристик не имеет определенного значения, именуется неравновесным.

Энергия – общая мера всех обычных форм движения материи (механического, термического, электрического) при их превращении одной в другую.

Система не обменивающаяся с наружной средой ни веществом ни энергией именуется изолированной.

Термодинамический Исходные понятия и постулаты ТД. контакт - одна система совершает работ над другой (мех. вз.)

- одна система передает другой теплоту (тепл. вз.)

- одна система передает другой вещество (матер. вз.)

ТД процессом именуется всякое изменение хотя бы 1-го из ТД характеристик. ТД процесс – переход системы из 1-го состояния в другое. Таковой процесс всегда связан Исходные понятия и постулаты ТД. с нарушением равновесия системы. Нарушением тем значительнее, чем резвее идет переход. В пределе при нескончаемо неспешном переходе в каждый определенный момент времени система будет иметь определенные значения характеристик и таким макаром состояние всегда будет сбалансированным.

Нескончаемо неспешный процесс, который состоит из последовательности сбалансированных состояний, именуется сбалансированный квазистатический процесс.


ishodnoe-polozhenie-stoya-na-chetverenkah.html
ishodnoe-sostoyanie-vzaimodejstvie-zhelaemoe-sostoyanie.html
ishodya-iz-etogo-pri-postdiplomnoj-podgotovke-specialista-neobhodimo-uglublyat-fundamentalnie-razdeli-znanij-po-travmatologii-i-ortopedii.html