Путилов К.А. Термодинамика (Путилов К.А. Термодинамика.djvu), страница 7

DJVU-файл Путилов К.А. Термодинамика (Путилов К.А. Термодинамика.djvu), страница 7 Физические основы механики (3444): Книга - 9 семестр (1 семестр магистратуры)Путилов К.А. Термодинамика (Путилов К.А. Термодинамика.djvu) - DJVU, страница 7 (3444) - СтудИзба2020-08-21СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Путилов К.А. Термодинамика.djvu", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физические основы механики" из 9 семестр (1 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 7 - страница

Технической атмосферой (ат или кГ1см") называется давление в один килограмм на квадратный сантиметр. Физической атмосферой (атм) называется давление веса столба ртути высотой в 76 см при 0'С. В обоих случаях имеется в виду вес иа уровне моря и на широте 45'. Плотность ртути при 0' С равна 13,595 г/смэ. Умножая это число на 76, найдем, что столб ртути с поперечным сечением в 1 см', высотой в 76 см весит 1033,3 г. Следовательно, р (в кГ7смэ) = 1,0333 (р в атм). В интернациональной системе единиц (СИ) давление измеряется в ньютаиах на квадратный метр.

В системе сантиметр — грамм — секундаединицей давления служитдавление в одну дину на квадратный сантиметр илн же в миллион раз большее давление, получившее название бар: 1 бар = 10ч дин)см' = 10' н7.ч'. Один килограмм весит на высоте уровня моря и на широте 45' 980 665дин. Следовательно, р (в барах) = 0,980ч(р в кГ!см"). 1.4, Работа расширения Какова бы ни была форма поверхности, ограничивающей объем, занятый телом, элементарная работа, выполняемая телом в процессе равновесного расширения, всегда равна произведению давления на элементарное приращение объема: 6А = рао ($.2) Действительно, допустим, что рассматриваемое тело заключено в горизонтально расположенный цилиндр и удерживается при заданном значении своего объема подвижным поршнем„который может перемещаться внутри цилиндра без трения.

При равновесном состоянии давление направлено перпендикулярно к поверхности оболочки, следовательно, на поршень действует со стороны тела сила, равная произведению давления р на площадь поршня в. Нужно представить себе, что расширение происходитравновесно, т. е.

при бесконечно малом отклонении состояния тела от равновесного состояния. Это расширение может быть вызвано или осторожным медленным нагреванием, или постепенным уменьшением силы, удерживающей поршень. Произведение силы р в на элементарное перемещение поршня Л равно элементарной работе расширения 6А = р вой Но аИ есть не что иное, как приращение объема Ио, следовательно, 6А = р до. Случай, когда поверхность тела имеет произвольную форму, легко свести к предыдущему, С этой целью можно мысленно разбить поверхность, ограничивающую тело, на бесконечно малые площадки и подсчитать работу, производимую всеми этими цлощадками при их„ вообще говоря, неодинаковом перемещении при расширении и сжатии тела. Проще, однако, вообразить, что рассматриваемое тело погружено в абсолютно несжимаемую жидкость, налитую в цилиндр, так что расширение тела на объем ао вызовет перемещение поршня, который произведет работу, равную произведению р до.

Если давление тела на поршень не равно р, то происходит неравновесное расширение. Обозначим через р,зз то среднее давление, которое тело фактически оказывает на поршень в момент расширения. Повторив приведенные рассуждения, находим, что при неравновесном расширении или сжатии 6Анераве = рвэф~(о, Работа, производимая телом при равновесном расширении от объема о1 до объема о„ 'равна Оа (1.4) Предоставляя телу возможность быстро увеличить свой объем, мы должны резко понизить давление на тело (р ьэ «.

р). Поэтому при неравновесном расширении 6А„р„„«: р с(о. В предельном случае мы можем совершенно устранить силы, уравновешивающие, хотя бы частично, давление тела (р,эз = 0): тогда тело приобретает возможность расширяться, не производя работы. Таков, например, случай расширения воздуха в пустоту. Чтобы вызвать быстрое сжатие, мы должны приложить к телу силы, зна- ' чительно превышающие его равновесное давление (р,фэ ) р).

Поэтому при неравновесном сжатии абсолютное значение 6А„р„, всегда больше абсолютного значения произведения р до. Но так как в данном случае эти величины отрицательны (Но ( О), то, следовательно, алгебраически и в этом случае 6А «; р до. Таким образом, мы видим, что для процессов неравновесного расширения и сжатия всегда 6Авераав ( р ~(о.

Графически в диаграмме (р, о) работа равновесного расширения изображается площадью, которая расположена под кривой р = Г (о), характеризующей «путь перехода». Площадь, изображающую работу, принято рассматривать как величину алгебраическую-положительную, если тело расширяется, производя работу (ЬА ) О), и отрицательную, если тело сжимается, потребляя работу (бА С О). 1.5. Тепловое рпаноаесие н температура Температура является важнейшим термодинамическим параметром.

Своим существованием температура как величина обязана статистической закономерности, господствующей над молекулярными явлениями. Законы статистики обусловливают особый внд равновесия — тепловое равновесие тел, а факт теплового равновесия влечет представление о шемпарагпуре. Если бы тело человека было не восприимчиво к ощущениям тепла и холода, то «степень нагретостн» как понятие физиологическое для нас не существовало бы (как не существует, например, физиологического восприятия «степени намагниченности»). Но это не отразилось бы на физическом смысле разности температур как меры отклонения тел от теплового равновесия друг с другом.

Неизменной осталась бы также роль, которую температура играет в явлениях природы и в технике, хотя в обыденной жизни, в быту она заняла бы менее заметное место, такое как показания барометра. В физике для характеристики степени отклонения тела от состояния равновесия служит понятие о «разности уровней». Это понятие иногда имеет геометрический смысл (разность высот), но чаще — энергетический (разность потенциалов). Понятие «разность уровней» универсально, но конкретное его содержание неодинаково для разных видов равновесия.

В случае отклонения от состояния теплового равновесия «разностью уровней» служит разность температур. Поэтому между температурой и потенциалом существуют некоторые черты сходства. Но тепловое равновесие по самой сути своей (по статистической своей основе) отлично от других видов равновесия. Поэтому аналогия между температурой и потенциалом поверхностна; все действительно важные и интересные свойства температуры начинаются там, где эта аналогия кончается. Во избежание недоразумений нужно пояснить здесь смысл некоторых слов, которые будут часто встречаться.

Про тела говорят, что они приведены к термическому соприкосновению, если тем или иным способом для них обеспечена возможность теплообмена, причем, однако, вещества, входящие в состав одного тела, не могут проникать внутрь другого. Можно представить себе, что при термическом соприкосновении тела остаются разъединенными теплопроводной диатермической перегородкой, непроницаемой для веществ, входящих в состав этих тел, и химически индифферентной по отношению к ним. Заметим, что нет необходимости, чтобы тела, заключенные в теплопроводные оболочки, непосредственно примыкали друг к другу. Тепловое излучение обеспечивает возможность теплообмена и тогда, когда они разъединены и находятся в пустоте нлн в среде, проницаемой для лучистой энергии.

Когда возможность теплообмена устранена, говорят, что тела термически изолированы. Можно представить себе при этом, что каждое тело заключено в оболочку, непроницаемую для тепла (в адиабатную оболочку). Если два нли несколько тел приведены в термическое соприкосновение друг с другом и если тела этн, будучи изолированы от окружающего мира, пребывают в равновесии (в том смысле, что никакими измерениями не может быть обнаружено изменение с течением времени их состояния), говорят, что они находятся в лыиловом равновесии Можно сказать также, что они находятся в термичеаат, или температурном, равновесии. Эти три термина равнозначны. хз Если вдуматься в только что приведенное определение понятия теплового равновесия, то станет ясно, почему факт теплового равновесия обязывает нас ввести представление о температуре.

Предположим, что температура пока еще не входит в число величин, способы измерения которых нам известны. Чтобы решить вопрос, достигнуто тепловое равновесие или нет, надо мобилизовать все доступные нам способы измерения и с их помощью проконтролировать, не изменяются ли во времени объем тел, давление, наэлектризованность, намагниченность и другие величины. Если все они неизменны, значит, имеется тепловое равновесие; если хотя бы одна из этих величин изменится, значит, тепловое равновесие еще не достигнуто.

Научившись измерять разность температур, мы приобретаем возможность при решении поставленного вопроса заменять одним этим измерением всю совокупность измерений всех остальных величин, характеризующих состояние тел. Из сделанных определений следует, что при теплообмене без теплового равновесия происходит изменение по меньшей мере одного из параметров состояния, не считая температуры. Иначе говоря, когда какое-либо тело нагревается или охлаждается, непременно должна изменяться помимо температуры еще хотя бы одна из величин, характеризующих состояние тела. Это, во-первых, позволяет установить способы измерения температуры; во.вторых, приводит нас к теореме о существовании уравнения состояния, т.

е. к утверждению, что для любого тела всегда существует некоторая функциональная зависимость между температурой и всеми остальными параметрами, определяющими состояние тела. Все важнейшие способы измерения температуры могут считаться основанными на двух следующих аксиомах о тепловом равновесии. Возьмем какие угодно и сколько угодно тел, обеспечим между ними возможность теплообмена и изолируем их от посторонних воздействий.

Рано или поздно между ними неизбежно установится тепловое равновесие. Эта истина известна всякому, она подтверждается повседневно наблюдаемыми фактами. Это — аервая аксиома о тепловом равновесии. Приведем холодный ртутный термометр в соприкосновение с одной лишь каплей горячей воды. Ртуть едва начнет расширяться, как вода уже остынет. Если термометр был выставлен перед тем на мороз, капля может превратиться в крупинку льда. Опуская холодный термометр в большой сосуд с горячей водой, мы замечаем, что тепловое равновесие устанавливается без того, чтобы состояние воды заметно изменилось.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее