7. I i II zasada termodynamiki. Energia
wewn

ę

trzna.

Energia wewn

ę

trzna- energia zwi

ą

zana z

nieuporz

ą

dkowanym ruchem cz

ą

steczek czy atomów,

zarówno energia kinetyczna jak i potencjalna oraz
wzajemnego oddziaływania. Energia wewn

ę

trzna mo

ż

e

by

ć

przekazywana od jednego układu do drugiego w

procesie wykonywania pracy
czy te

ż

przekazywania ciepła.

Pierwsza zasada termodynamiki:

∆

U =

∆

Q +

∆

W

Przyrost energii wewn

ę

trznej

∆

U układu jest równy

sumie dostarczonej mu pracy W oraz ciepła Q.

Całkowita energia wszech

ś

wiata pozostaje

niezmieniona.

Przy dostarczaniu układowi ciepła, przyrost energii
wewn

ę

trznej mo

ż

e by

ć

ró

ż

ny, w zale

ż

no

ś

ci od tego czy

procesowi towarzyszy wykonywanie pracy czy te

ż

nie.

Q i W> 0 dostarczmy ciepła do układu oraz wykonujemy
prac

ę

nad układem +

Q i W <0 pobieramy ciepło z układu oraz układ
wykonuje prac

ę

. -

Przy stałej obj

ę

to

ś

ci. Przemiany izochoryczne (V =

const)

∆

V = 0 to W=0

(Q)

v

=

∆

U

Całe ciepło zostaje wykorzystane na wzrost energii
wewn

ę

trznej gazu.

Zmiana energii wewn

ę

trznej jest równa ilo

ś

ci ciepła

pobranego b

ą

d

ź

oddanego z układu w przemianie

izochorycznej.

Przy stałym ci

ś

nieniu. Przemiany izobaryczne (P =

const) gaz wykonuj

ę

prac

ę

obj

ę

to

ś

ciow

ą

(-W)=p*

∆

V

Przyrost energi wewn

ę

trznej:

∆

U=Qp- p*

∆

V

Qp =

∆

U + p*

∆

V

Okre

ś

laj

ą

c procesy izobaryczne uzywamy pojecia

entalpii:
Qp=H2-H1=

∆

H p=const.

H=U+pV
Qp= (U2+p*V2) – (U1+p*V1)

Przyrost entalpii jest równy ilo

ś

ci ciepła dostarczonego

układowi w procesie izobarycznym.

II Zasada Termodynamiki

W układzie izolowanym procesy mog

ą

zachodzi

ć

tylko w

kierunku wzrostu entropii, w stanie
równowagi entropia przyjmuj

ę

warto

ść

stał

ą

,

maksymaln

ą

:

∆

S=0 S=Smax

Minimaln

ą

warto

ść

entropii ma układ maksymalnie

uporz

ą

dkowany.

Statystyczna interpretacja poj

ę

cia entropii S

S = k*lnW
k-stala Boltzmana
W – prawdopodobie

ń

stwo termodynamiczne

Wprowadzanie entropii S zamiast prawdopodobie

ń

stwa

termodynamicznego W stało si

ę

bardziej korzystne ze

wzgl

ę

du na fakt, i

ż

funkcja powinna by

ć

addytywna , a

postulat addytywno

ś

ci spełnia nie W=W1*W2 tylko S

(lnW=lnW1+lnW2)

Funkcja addytywna – funkcja przypisuj

ą

ca obiektom

matematycznym warto

ś

ci liczbowe tak, by warto

ść

przypisana obiektowi była równa
sumie warto

ś

ci przypisanych przez funkcj

ę

elementom

składowym

Entropia jest funkcj

ą

stanu okre

ś

laj

ą

ca w jakim kierunku

mog

ą

zachodzi

ć

procesy w układzie izolowanym.

Je

ż

eli entropia w stanie pocz

ą

tkowym S1=klnW1

A w stanie koncowym: S2=klnW2
Zmiana entropii rowna si

ę

:

∆

S=klnW2/W1

W układzie izolowanym proces zmierza w kierunku od
mniejszego prawdopodobie

ń

stwa

termodynamicznego
do wi

ę

kszego prawdopodobie

ń

stwa

termodynamicznego

. Od mniejszego

nieuporz

ą

dkowania do wi

ę

kszego

nieuporz

ą

dkowania.



Entropia wszech

ś

wiata stale ro

ś

nie.



Minimaln

ą

warto

ść

entropii ma układ

maksymalnie uporz

ą

dkowany.