Презентация по физике на тему "Законы термодинамики" (10 класс)

• 1 слайд

  Законы термодинамики
  

• 2 слайд

  НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
  
  Нулевое начало термодинамики сформулированное всего около 50 лет назад , по существу представляет собой полученное «задним числом» логическое оправдание для введения понятия температуры физических тел . Температура - одно из самых глубоких понятий термодинамики . Температура играет столь же важную роль в термодинамике , как , например процессы. Впервые центральное место в физике занял совершенно абстрактное понятие ; оно пришло на смену введенному еще во времена Ньютона ( 17 век) понятию силы - на первый взгляд более конкретному и «осязаемому» и к тому же успешно « математезированному» Ньютоном.
  

• 3 слайд

  Первое закон термодинамики
  
  Первый закон термодинамика – это закон сохранения энергии, распространенный на тепловые явления. Он показывает, от каких причин зависит изменение внутренней энергии. Этот великий закон прост: U = A+Q
  Часто вместо работы А внешних тел над системой рассматривают работу А` системы над внешними телами. Учитываю, что А`= -А, первый закон термодинамики в в форме U = A+Q можно переписать так: Q=U+A`
  Суть первого закона в утверждении: изменение так определенной энергии не зависит от процесса и определяется только начальным и конечным состояниями системы. Это означает, что внутренняя энергия – однозначная функция состояние системы и в замкнутой системе сохраняется.
  
  
  
  
  
  
  
  

• 4 слайд

  Невозможность создания вечного двигателя
  Задолго до открытия закона сохранения энергии Французская Академия наук приняла в 1775г. Решение не рассматривать проектов вечных двигателей первого рода.
  Под вечным двигателем первого рода понимают устройство, которое могло бы совершать неограниченное количество работы без затраты топлива или каких-либо других материалов.
  Вечные двигатели обычно конструируют на основе использования следующих приёмов или их комбинаций:
  1) Подъем воды с помощью архимедова винта;
  2) Подъем воды с помощью капилляров;
  3) Использование колеса с неуравновешивающимися грузами;
  4) Природные магниты;
  5) Электромагнетизм;
  6) Пар или сжатый воздух.
  
  

• 5 слайд

  Применение I закона к изопроцессам
  1) T=const – изотермический
  T=0
  Q=A’
  U=0
  2) P=const – изобарный
  Q= U+A
  3) V=const - изохорный
  
  V=0
  A=0 U=Q
  
  4)Q=const–адиабатный
  U=A
  =-A`
  Процессы в природе имеют определенную направленность, никак не отраженную в первом законе термодинамики. Все процессы в природе протекают только в одном определенном направлении. В обратном направлении самопроизвольно они протекать не могут. Все процессы в природе необратимы, и самые трагические из них – старение и смерть организмов.
  

• 6 слайд

  Второй закон термодинамики
  Второй закон термодинамики указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе. Он был установлен путем непосредственного обобщения опытных фактов.
  Немецкий ученный Р. Клаузиус сформулировал этот закон так: невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.
  Другая формулировка принадлежит английскому ученому У. Кельвину: невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы получение работы за счет теплоты, взятой от одного источника.
  Согласно 2 началу все процессы природы идут в оду сторону, к увеличению беспорядка, уменьшению энергии, а при “полном беспорядке” – напишет Клаузиус – наступит всеобщая смерть – всякое движение прекратится. Это грустный прогноз вызвал бурю возражений.
  

• 7 слайд

  Второй закон термодинамики постулирует существование функции состояния , называемой «энтропией» ( что означает от греческого «эволюция» ) и обладающей следующими свойствами :
  1) Энтропия системы является экстенсивным свойством . Если система состоит из нескольких частей , то полная энтропия системы равна сумме энтропии каждой части .
  Изменение энтропии S состоит из двух частей . Обозначим через S поток энтропии, обусловленный взаимодействием с окружающей средой , а через S - часть энтропии , обусловленную изменениями внутри системы , имеем S = S1 + S2
  Приращение энтропии S обусловленное изменением внутри системы, никогда не имеет отрицательное значение . Величина S = 0 , только тогда , когда система претерпевает обратимые изменения , но она всегда положительна , если в системе идут такие же необратимые процессы.
  Таким образом:
  S = 0 ( обратимые процессы );
  S > 0( необратимые процессы );
  Для изолированной системы поток энтропии равен нулю и выражения обратимого процесса и необратимого процесса сводятся к следующему виду : S1 = S > 0 ( изолированная система ).
  
  

• 8 слайд

  Третий закон термодинамики
  Открытие третьего начала термодинамики связано с нахождением химического средства - величины , характеризующих способность различных веществ химически реагировать друг с другом. Эта величина определяется работой A химических сил при реакции . Первое и второе начало термодинамики позволяют вычислить химическое средство W только с точностью до некоторой неопределенной функции . Чтобы определить эту функцию нужны в дополнении к обоим началам термодинамики новые опытные данные о свойствах тел .
  

• 9 слайд

  
  
  
  Поэтому Нернстоном были предприняты широкие экспериментальные исследования поведение веществ при низкой температуре. В результате этих исследований и было сформулировано третье начало термодинамики : по мере приближения температуры к 0 К энтропия всякой равновесной системы при изотермических процессах перестает зависить от каких-либо термодинамических параметров состояния и в пределе (Т= 0 К) принимает одну и туже для всех систем универсальную постоянную величину , которую можно принять равной нулю.