Лекции по Концепциям Современного Естествознания (КСЕ)

Атом делится на электроны и положительные ионы. В зависимости от степени Ионизации газа различают:

1. Слабо ионизированную (низкотемпературную) плазму, α составляет доли процента, температура 1000-2000°С.

2. Умеренно ионизированную, α состоавляет несколько процентов, температура 5000-7000°С.

3. Сильно ионизированную (высокотемпературную), α=100%, температура 10000°С и выше.

Ионосфера представляет собой слабо ионизированную плазму. От нее отражаются радиоволны. В космическом пространстве плазма – это наиболее распространенное состояние вещества (все звезды, в которых идут термоядерные реакции, а таких большинство). В лабораторных условиях плазма образуется в различных формах газовых разрядов.

Основное применение молекулярно-кинетической теории:

1. Для разработки криогенной и вакуумной техники.

2. В космонавтике.

3. Исследование сверхпроводимости металлов.

4. Исследование нейтронных полей в ускорителях и ядерных реакторах (термоядерный синтез).

Основные законы классической (равновесной термодинамики).

Законы показывают переходы теплоты в работу. Изобретение паровых машин подтолкнуло развитие термодинамики. В 1848 году Джоуль впервые рассчитал эквивалент теплоты и работы 1 кал=4,187 Дж.

Термодинамическая система – это система, состоящая из большого числа частиц, взаимодействующих между собой. Термодинамические системы могут быть:

· Изолированными (замкнутыми) – это те системы, которые не сообщаются с окружающей средой ни работой, ни теплом, ни веществом, ни информацией. Другое название – равновесные.

· Открытые – сообщающиеся с окружающей средой. Открытые системы не изучаются классической термодинамикой.

Для замкнутых систем можно было применить наиболее простые расчётные уравнения, которые в некотором приближении подходили к описанию работы двигателей и тепловых машин. Параметры термодинамической системы: объем(V), работа(A), давление(P), температура(T), теплота(Q), внутренняя энергия тела(U).

Т является производной от энергии. Запас энергии всегда положителен, так как нельзя прекратить тепловое движение молекул, даже при Т=0 К остаются колебательные и вращательные движения.

Q – одна из форм энергии, определенное количество энергии, получаемое или передаваемое системой.

А определяется силой действия на систему. А=F·S, A=PΔV.

U включает в себя запас энергии атомов, молекул, электронов…

U=Uпоступ движ молек+Uядер+Ue+…

Без учёта Ек и Еп системы в целом!

Классическая термодинамика описывается тремя законами:

  1. Закон сохранения и превращения энергии.

Q=ΔU+A, где ΔU – изменение внутренней энергии.

Количество теплоты, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии и совершение телом работы.

Q=ΔU+PΔV.

  1. Невозможно получить работу без затрат энергии, то есть, невозможен вечный двигатель первого рода. Универсальный закон природы, справедливый для живых и неживых объектов.

1 кг жира ® 38,9 кДж

1 кг углеводов ® 17,5 кДж

1 кг белков ® 17,5 кДж

Применение первого закона к изопроцессам.

  1. Изохорный, V=const. A=0, Q= ΔU
  2. Изобарный, P=const. Q=ΔU+PΔV
  3. Изотермический, T=const. ΔU=0, Q=A.
  4. Адиабатный (протекающие без теплообмена), чаще всего – это быстротекущие процессы. Q=const. A=-ΔU

10 лекция

Теплоёмкость - это количество теплоты, сообщенное телу и изменяющее при этом температуру тела на 1°С . Второй закон термодинамики рассматривает возможность и направление наблюдаемого процесса. Все самопроизвольные процессы идут в направлении выравнивания системы, и они всегда приводят к состоянию равновесия. Несамопроизвольный процесс идет только при воздействии извне.

Это реальный необратимый процесс.

Обратимый процесс – это когда при его завершении (возврате в исходное состояние) система самопроизвольно возвращается к этому состоянию без каких-либо потерь. Это гипотетический цикл. К обратимому циклу можно приблизиться, если сделать процесс бесконечно медленным. Все обратимые процессы равновесны. На основании обратимого цикла С. Карно в 1827 году разработал так называемый цикл Карно – цикл работающей тепловой машины. Рабочее тело в цикле Карно – идеальный газ, и при работе такого цикла в машине нет потерь на трение, лучеиспускание и т.п. Тепловая машина, или тепловой двигатель, - это такое устройство, которое превращает внутреннюю энергию топлива в механическую.

Рабочее тело (газ, пар) при расширении совершает работу, при этом получает от нагревателя теплоту Q1. Далее сжимается, при сжатии рабочее тело передаёт холодильнику теплоту Q2. (Q1<Q2, T2<T1).

Перейти на страницу: 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Немного больше об экологии

Воздействие ртути на состояние окружающей среды
Ртуть - серебристая жидкость, химический элемент естественного происхождения, который чрезвычайно вреден для окружающей среды и здоровья человека. Ртуть относится к первой группе чрезвычайно токсичных веществ. В атмосферу она поступает из гидросферы ...

Влияние промышленности на окружающую среду
Повсюду мы находим людей, заботящихся о Земле. Они горят желанием сделать что-нибудь для создания устойчивого состояния среды. Они спрашивают себя: “Что я могу сделать? Что может сделать правительство? Что могут сделать промышленные корпорации?” Можно решить эти ...