Реферат: Основы термодинамики

«Изучая механику, мы говорили о двух формах энергии: кинетической и потенциальной. При переходе к изучению состояния газов было введено понятие температуры, как меры энергии хаотического движения молекул. Энергию хаотического движения молекул мы называли внутренней энергией газа. При изучении термодинамики для достижения максимальной наглядности пользуются модельными представлениями. Самая общая термодинамическая модель включает в себя: внешние источники тепловой энергии, рабочее тело и внешний приемник тепловой энергии, в который можно отводить энергию, накопленную в рабочем теле».[6]

«Всякая термодинамическая система в любом состоянии обладает внутренней энергией – энергией теплового (поступательного, вращательного и колебательного) движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия. Возможны два способа изменения внутренней энергии термодинамической системы при ее взаимодействии с внешними телами: совершение работы и теплообмен.

Известно, что в процессе превращения энергии действует закон сохранения механической энергии. Поскольку тепловое движение тоже механическое (только не направленное, а хаотическое), то при всех превращениях должен выполняться закон сохранения энергии не только внешних, но и внутренних движений. Данное утверждение составляет основу первого начала термодинамики».[7]

«Первый закон термодинамики можно сформулировать так: количество теплоты, подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами:

».[8]

«Первое начало термодинамики является частным случаем закона сохранения энергии. В каком бы виде ни подводилась энергия к системе, всегда эта энергия расходуется на два процесса: 1) на повышение внутренней энергии системы; 2) на совершение системной работы».[9]

«Из первого начала термодинамики следует важный вывод: невозможен вечный двигатель, который совершал бы работу «из ничего» без внешнего источника энергии. При наличии внешнего источника часть энергии неизбежно переходит в энергию теплового хаотического движения молекул, что и является причиной невозможности полного превращения энергии внешнего источника в полезную работу».[10]

«При изохорном процессе объем газа остается постоянным, поэтому газ не совершает работу.

Изменение внутренней энергии газа происходит благодаря теплообмену с окружающими телами:

При изотермическом процессе постоянна температура, поэтому внутренняя энергия не изменяется.

При изотермическом процессе количество теплоты, переданное газу от нагревателя, полностью расходуется на совершение работы:

Q = A.

При изотермическом расширении газа, находящегося в цилиндре под поршнем, молекулы газа, сталкиваясь с поршнем, уменьшает свою скорость и соответственно среднюю энергию, поэтому для поддержания постоянной температуры газа к нему подводится дополнительное количество теплоты.

При изотермическом сжатии газа (А<0) для сохранения постоянной температуры от газа отводится определенное количество теплоты (Q<0).

При изобарном расширении газа подведенное к нему количество теплоты расходуется на увеличении его внутренней энергии (U>0) и на совершение работы газом (А>0):

».[11]

Список использованной литературы:

1) Грибов Л.А., Прокофьева Н.И. Основы физики. М.: Гардарика, 1998

2) Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М.: Академический проект, 2003

3) Касьянов В.А. Физика. М.: Дрофа, 2003

Электролиты. Причины диссоциации

«Одной из характерных особенностей водных растворов солей, кислот и оснований является их электролитическая проводимость. В то же время дистиллированная вода очень плохо проводит электрический ток, а сухие кристаллические соли или щелочи вообще не обладают этой способностью.

Изучая свойства растворов солей, кислот и оснований, С. Аррениус пришел к заключению, что под действием молекул воды вещества в растворе подвергаются ионизации.

Вещества, водные растворы которых обладают электрической проводимостью, называют электролитами.

К электролитам относятся соединения, молекулы которых характеризуются полярной или ионной связью.

Вещества, водные растворы которых не проводят электрический ток, называют неэлектролитами.

Процесс распада электролита на ионы в водном растворе называют электролитической диссоциацией.

Механизм электролитической диссоциации позднее получил объяснение в связи с разработкой теории химической связи и химического равновесия. Распад электролита на ионы в растворе происходит в результате сложного физико-химического взаимодействия молекул с полярными молекулами воды. Если поместить кристаллы хлорида натрия в воду, то полярные молекулы воды принимают упорядоченное направленное положение по отношению к ионам в кристаллической решетке соли. Под влиянием этого взаимодействия и теплового движения молекул воды хлорид натрия распадается на ионы:

NaClNa⁺ + Cl^-

В данном случае происходит взаимодействие молекул воды с ионами в кристаллической решетке соли, в результате чего гидратированные ионы переходят в раствор (Рис.1).