Термодинамика - Базаров И.П.
Скачать (прямая ссылка):
12.3. Под каким давлением вода буде і кипеть при 95 С° Удельная тепюіа испарения воды 2258,4 Дж/т.
12.4. Установить связь между удельными теплотами плавления X2J [теплота перехода твердого тела і в жидкость 2], испарения жидкости A12 и сублимации
12.5. Майї и іеміїерагуріїую зависимость іеіиіо іьі фазової о перехода d/ <(1 /
12.6. Получить выражение для теплоемкости насыщенною пара Обьяешш., почему при адиабатном сжатии насыщенного водяного пара при 100 "С он не конденсируется
12.7. При низкой температуре теплоемкость C11 металлов пропорциональна температуре Рели металл переходит в сверхпроводящее состояние, го его теплоемкость Cv пропорциональна kv6v температуры Показать, что при критической температуре Cs = ЗС'„.
12.8. До 1933 г считалось, что сверхпроводники представляют собой идеальные проводники (элек і ропровидимосі ь er ='Xj). Показа; ь, что IdKoe представление противоречит термодинамике сверхпроводников
12.9. Найти выражение для скачка ко)ф^)иииепта геи. юного расширения Дз=а„—а, и скачка модуля упругости ДK=Kk- К, при сверхпроводящем переходе.
12.10. Кривую напряженное і и криіическою поля можно аово.іьно точно представить параболой Hc (T) = На( [1 — (Т;T1 )' ] Пользуясь "ним »чражением, найти разности значении удельных энтроний и удельных і .л юечкоетей
12.11. Показать, что в критической точке проиіводная TjTT-J54O
12.12. Определить коїффициеіп Джоуля —Томсона в криіической і очке
12.13. ІІайіи выражение для скорости звука в криіической точке.
12.14. Определить критический индекс •/ изотермической сжимаемое га газа Ван-дер-Ваальса 3 ВВЕДЕНИЕ
В НЕРАВНОВЕСНУЮ ТЕРМОДИНАМИКУ
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ
ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Неравновесная термодинамика является сравнительно молодым и интенсивно развивающимся разделом теоретической физики. Она возникла в результате обобщения классической термодинамики на область малых отклонений систем от равновесия и в дальнейшем была распространена на построение теории процессов в сильно неравновесных системах. В нашем курсе излагаются основы термодинамики необратимых процессов в обоих случаях неравновесных систем. Рассмотрим здесь исходные положения неравновесной термодинамики.
§ 64. ЛОКАЛЬНОЕ РАВНОВЕСИЕ И ОСНОВНОЕ
УРАВНЕНИЕ ТЕРМ О ДИН АМН ЇСИ НЕРАВНОВЕСНЫХ ПРОЦЕССОВ
В термодинамически равновесных системах, как известно, температура T и химический потенциал ц постоянны вдоль всей системы:
grad T= 0, gradn=0.
Если эти условия не выполняются (grad 7У 0, grad ц^О), то в системе возникают необратимые процессы переноса массы, энергии, электрического заряда и т. д.
При обобщении классической термодинамики на неравновесные процессы исходят из представления о локальном равновесии. Известно, что время релаксации растет с увеличением размеров системы, так чю отдельные макроскопически малые часги системы приходят сами по себе в равновесное состояние значительно раньте, чем устанавливается равновесие между этими частями. Поэтому в неравновесной термодинамике принимают, что, хотя в целом состояние системы неравновесно, отдельные ее малые части равновесны (точнее, квазиравновесны), но имеют термодинамические параметры, медленно изменяющиеся во времени и от точки к точке.
Размеры этих физически малых равновесных частей неравновесной системы и времена изменения термодинамических параметров в них определяю гея в термодинамике экспе-рименгально. Обычно принимается, что физический элементарный объем /\ с одной стороны, содержит большое число частиц (i?0<s:/3, V0 -объем на одну часіицу), а с друюй стороны, неоднородности макроскопических параметров at (г) на длине I малы по сравнению со значением этих параметров (\3aldx\ I-e^al), т.е.
\ (13.1)
Время т изменения термодинамических параметров в физически малых равновесных частях намного больше времени т, релаксации в них и намного меньше времени Tt, за которое устанавливается равновесие во всей системе:
!,«SCT-SCT,.. (13.2)
В условиях, когда допустимо представление о локальном равновесии (13.1), (13.2), можно построить последовательную феноменолоіическую термодинамику необратимых процессов. Свойства неравновесной системы при этом определяются локальными термодинамическими иоіенциалами. коюрые зависят от пространственных координат и времени только через характеристические термодинамические параметры, для которых справедливы уравнения термодинамики. Так, если в качестве характеристических перемеїшьіх выбраны локальная плотность внутренней энергии м(г, t), удельный объем V(г, г) (г = р-1, р— локальная плошоегь массы среды) и локальные концентрации t,(r, г) различных компонентов, то состояние физически элементарного объема в окрестности точки г в момент времени t описывается локальной энтропией s = s [и (г, /), t»(r. t), c'j (г, і),..., сп(г, /)]. определяемой уравнением Гиббса
Г cLy = dM+/> dt> - ? ц, de,. (13.3)
Объединяющее первое и второе начала термодинамики уравнение (13.3) для удельных (по массе) локальных величин является основным уравнением неравновесной термодинамики.
