Читать онлайн «Начала термодинамики теория, вопросы, задачи: метод. пособие»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. АКМУЛЛЫ Начала термодинамики (теория, вопросы, задачи) МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Уфа 2006 УДК 536 ББК 22. 317 Н 36 Печатается по решению редакционно-издательского совета Башкирского государственного педагогического университета Начала термодинамики (теория, вопросы, задачи): метод. посо- бие / сост. З. В. Гареева, Н. Г. Мигранов. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2006. – 40с. Методическое пособие «Начала термодинамики (теория, вопросы, задачи)» предназначено для изучения курса термодинамики в рамках учебной программы по предмету «Теоретическая физика», рассчитанной для студентов четвертого и пятого курсов физико-математического фа- культета педуниверситета. В пособии приводятся как формулировки законов термодинамики, так и наглядные физические примеры, иллюстрирующие действие законов термодинамики в природе. К каждому разделу (закону) предлагаются ха- рактерные физические задачи различной степени сложности. Студентам предлагаются образцы решений термодинамических задач, а также вопро- сы и задачи для самостоятельной проработки. Методическое пособие «Начала термодинамики (теория, вопросы, задачи)» предназначено для использования на лекционных и семинарских занятиях по предмету «Теоретическая физика. Термодинамика» для сту- дентов пятых курсов специальности физика–информатика, а также для са- мостоятельной работы студентов физико-математических специальностей вузов. Составители: З. В. Гареева, канд. ф. -м. н. ; Н. Г. Мигранов, д-р. ф. -м. н. , проф. Рецензенты: Р. М. Вахитов, д-р ф. -м. н. ; З. Ш. Каримов, канд. ф. -м. н. © Издательство БГПУ, 2006 2  Введение Предметом термодинамики является изучение закономерностей тепло- вого движения в равновесных системах при переходе систем в равновесие, а также в неравновесных системах. Задача термодинамики состоит в опи- сании превращения теплоты в механическую работу и, наоборот, превра- щения механической работы в теплоту. Только в середине XIX века физики обнаружили, что теплота является одной из форм энергии, которая может быть превращена в другие ее фор- мы. Прежде ученые считали, что теплота является особым видом жидко- сти, общее количество которой остается неизменным. Нагревание тел и аналогичные процессы они объясняли переходом этой жидкости из одного тела в другое. На основании теории тепловой жидкости Карно сумел в 1824 году достигнуть сравнительно ясного понимания тех ограничений, которые всегда имеются при преобразовании теплоты в работу, т. е. по су- ществу того, что теперь называется вторым законом термодинамики. В 1842 году, т. е. лишь 18 лет спустя, Майер открыл эквивалентность теплоты и механической работы и первый сформулировал принцип сохра- нения энергии (первый закон термодинамики).