Законы термодинамики Внутренняя энергия идеального газа

Третий закон термодинамики: Энтропия равновесной термодинамической системы стремится к нулю при нулевой абсолютной температуре


.

Этот закон называют теоремой Нернста. Его можно доказать в рамках статистической физики.

Используя третий закон термодинамики, можно записать


.

В частности при изобарном процессе и

.
Работа в термодинамике
Причиной изменения состояния газа, как и любых других тел, являются внешние воздействия, которые характеризуются двумя величинами: работой и количеством переданной теплоты. Сперва, рассматривается работа как величина, характеризующая механическое воздействие.
С точки зрения молекулярной теории работа в термодинамике (т.е. без учета изменения механического состояния системы) означает превращение энергии упорядоченного движения молекул тела, например молекул, образующих поршень, в энергию теплового, т.е. беспорядочного, хаотического движения молекул другого тела, скажем газа. Отсюда связь работы с изменением внутренней энергии. Возможно и обратное превращение.
Для того чтобы получить формальное выражение работы, рассматривают цилиндр с подвижным поршнем. На произвольном малом участке перемещения поршня работа равна произведению силы на перемещение.
Работа положительна, если направления силы и перемещения совпадают. Поэтому при сжатии газа работа внешних сил положительна, а при расширении положительную работу совершает газ.
Работа, характеризующая изменение теплового состояния, сама зависит от температуры. Обратить внимание учащихся на это важно потому, что именно разница работ при разных температурах лежит в основе действия тепловой машины.
В случаях других процессов зависимость работы от температуры будет иной, но так или иначе работа при изменении теплового состояния зависит от температуры, поскольку от температуры зависят и давление газа, и его объем.
Говоря о работе в термодинамике, имеют в виду как работу, совершаемую газом так и работу внешних сил. Следует заметить, что равенство может быть понято учащимися не вполне правильно. Это равенство следует как будто бы из третьего закона Ньютона, т.е. из равенства силы, с которой газ действует на поршень, и силы, с которой поршень действует на газ. В этом случае равенство следует именно из третього закона. Однако под внешней силой часто понимают силу, действующую на поршень извне: внешнее давление, груз на поршне и т.п. Работу именно такой силы обычно и называют работой внешней силы. Но равенство этой внешней силы и силы давления газа может быть обусловлено уже не третьим законом Ньютона, а вторым, так как обе силы приложены к одному телу (поршню) и равны при условии, что поршень движется без ускорения. Следовательно, равенство работ A=-А' предполагает равновесный процесс.
Работа при одном и том же изменении состояния, но совершаемая разными способами перехода из одного состояния в другое, имеет различное значение.
Изменение состояния системы под влиянием внешних воздействий характеризуется двумя величинами: работой и количеством переданной теплоты. Соотношение этих величин как раз и связано с характером процесса

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ: ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ



Выполнила:Кадирова Шохсанам
Группа 101 Б
Факультет Детской стоматологии