تحقیق بعضي از كاربردهاي قانون دوم ترموديناميك
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 31 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
24
2
بعضي از كاربردهاي قانون دوم ترموديناميك
در اين بخش ما تعداد بيشتري از نتايج قانون دومترموديناميك را بوسيله محاسبات تغييرات آنتروپي همراه با يك جريان گوناگون آزمايش مي كنيم . براي سادگي كار ، ما توجه خود را به يك تركيب سيستم بسته جلب مي كنيم . حالتي كه بوسيلة دو متغير از سه متغير V و T و P مشخص مي شود .
انتخاب متغيرهاي مستقل :
تركيب دو قانون اول و دوم نيازمند اين است كه تغييرات ديفرانسيلي در انرژي داخلي به صورت زير باشد .
(1)
معادلة (1) براي هر دو واكنش برگشت پذير و برگشت ناپذير درست است زيرا مربوط به توابع حالت
24
2
S و U و V مي باشد . محاسبة ds براي يك جريان برگشت ناپذير نيازمند اين است كه ما يك راه برگشت پذير ميان حالتهاي ابتدايي و انتهايي پيدا كنيم ، اما ds يك ديفرانسيل واقعي است و رابطه اي كه در معادلة (1) عنوان شده ، جرياني است كه محيط اطراف خود تبعيت نمي‌كند. معادلة (1) اينگونه عنوان مي كند كه تغيير انرژي در يك جريان به طور مشخصي آشكار است هنگامي كه تغيير از ، تغيير دادن حجم هنگامي كه آنتروپي ثابت است و برعكس متأثر باشد .
سپس براي S ثابت ، شيب U برخلاف V فقط فشار است و براي V ثابت ، شيب U بر خلاف S فقط دما است . سادگي اين تفسير از سرعتهاي تغيير U با توجه به تغييرات S و V و با توجه به متغيرهاي P ، V ، T ، S و V را به عنوان متغيرهاي مستقل طبيعي تابع
24
4
U معرفي و طبقه بندي مي كنيم .
براي هر تابع حالت ترموديناميكي ، ما متغيرهاي طبيعي را مشخص مي كنيم . اين تفسير حاللتي را بوجود مي آورد براي معرفي كردن يك دگرگوني متغيرها ، مثل جايي كه يك تابع y(x) از متغير مستقل X بازنويسي شده به عنوان يك تابعي كه در آن مشتق y(x) نسبت به x يك متغير مستقل است . چرا يك فرد بايد متغيرهاي طبيعي يك تابع حالت ترموديناميكي را پيدا كند ؟
آزمايشات آزمايشگاهي معمولاً در شرايطي انجام مي شوند كه مقدار T و P ثابت فرض مي شود يا گاهي اوقات V و T را ثابت مي گيرند . مطمئناً مي توان تغيير در U را با توجه به تغييرات در P و T محاسبه كرد يا با توجه به ساير جفت متغيرهاي مستقل نيز مي توان محاسبه كرد . اگرچه شكلهاي منتج بسيار كامل تر از معادله (1) ، به طور حسي ضريب ، ضرب شده در تغييرات متغيرهاي مستقل مشتق
24
5
U با توجه به متغيرهاي انتخابي نيستند بلكه آنها تركيبي هايي از توابع مربوط به خواص سيستم هستند . براي مثال ، انتخاب T و V به عنوان متغيرهاي مصتقل براي U مي دهد :
(2)
(3)
(4)
از معادلة (1) نتيجه مي شود كه ، بنابراين ضريب dv در معادله (3) مي تواند بر مبناي مقادير T و V و P بيان شود . سرعت تغيير U با توجه به تغييرات در V بوسيله تراز بين P و مشخص مي شود كه به آساني هنگامي كه S و V را به عنوان متغير مستقل انتخاب مي كنيم نيست . اين بيانيه ، اين انگيزه را به وجود مي آورد تا توابع ترموديناميكي تازه اي را معرفي كرد . به عنوان مثال براي ساده كردن محاسبة تبادلات بين كار و حرارت براي هر متغير مستقل مشخص بايد توجه داشت كه اين توابع ترموديناميكي جديدي داراي ويژگي مهم ديگري مي باشد مثلاً هميشه به عنوان تابع پتانسيل براي انتقالات بين حالتهاي تعادلي ، كه داراي متغيرهاي مستقل مختلفي هستند ، عمل مي كند. يك روش عمودي براي بازنويسي يك تابع كه داراي يك متغير مستقل است به عنوان تابع تعادلي از ساير متغيرهاي مستقل روشهاي دگرگوني افسانه‌اي مي باشد كه در شكل (