Klasszikus termodinamika Termodinamika h ő vel, munkával, f ő tételekkel, h ő er ő gépek tulajdonságai alapján.

Az előadások a következő témára: "Klasszikus termodinamika Termodinamika h ő vel, munkával, f ő tételekkel, h ő er ő gépek tulajdonságai alapján."— Előadás másolata:

1 Klasszikus termodinamika Termodinamika h ő vel, munkával, f ő tételekkel, h ő er ő gépek tulajdonságai alapján

2 James Watt: a gőzgép tökéletesítése; elméleti háttér igénye ~1760 Sadi Carnot: a gőzgépek hőtechnikai elmélete (2. főtétel) 1824 történelem Egy kis történelem Robert Mayer: Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur James Joule: The Mechanical Equivalent of Heat (1. főtétel) 1842 1843 Rudolf Clausius: az entrópiafüggvény bevezetése 1865 Walter Nernst: 3. főtétel (élesítés: Max Planck 1911) 1906 Constantin Carathéodory: 0. főtétel (James C. Maxwell 1872) Ralph Fowler és Edward Guggenheim „nevezik nevén” 1909 1939

3 (Az addig ismert mechanikai, elektromos, mágneses egyensúlyon kívül) létezik termikus egyensúly bimolekulás Nulladik főtétel A termikus egyensúlyi állapot alapján a rendszerek sorba rendezhetők. Az azonos besorolású rendszerek hőmérséklete azonos. A nulladik főtétel klasszikus megfogalmazása: A termikus egyensúly tranzitív, azaz: Ha A egyensúlyban van C-vel, és B is egyensúlyban van C-vel, akkor A is egyensúlyban van B-vel. A hőmérséklet állapotfüggvény: θ = f (P, V ) egyértelmű. Invertálható: P = f 1 (V, θ ) és V = f 2 (P, θ ) alakba.

4 Joule kísérletei Munka = mgh Az energiaátadás formái: keverés lapátokkal (mechanikai) vaslemezek dörzsölése (hőhatás) generátorból áram (hőhatás) dugattyú hengerben (hőhatás) 1 £ víz 1 °F-el melegítéséhez ugyanakkora elmozdulás kell.

5 Létezik egy potenciálfüggvény, a belső energia bimolekulás 1.főtétel Az 1. főtétel klasszikus megfogalmazása:

6 bimolekulás 2.főtétel A 2. főtétel klasszikus megfogalmazása: A természetes folyamatok nem megfordíthatók: Carnot: „A hőnek mechanikai munkává alakítható része független az átalakítást végző anyagtól és berendezéstől, az csak a két hőtartály hőmérsékletétől függ, amelyek között a berendezés a hőtranszportot megvalósítja.”

7 „A hőnek mechanikai munkává alakítható része független az átalakítást végző anyagtól és berendezéstől, az csak a két hőtartály hőmérsékletétől függ, amelyek között a berendezés a hőtranszportot megvalósítja.” „La puissance motrice du feu est indépen­dante des agens mis en œuvre pour la réaliser; sa quantité est fixée uniquement par les températures des corps entre lesquels se fait en dernier résultat le transport du calorique.” Magyar fordítás: Sadi Carnot eredeti szövege:

8 Lássuk be, hogy Carnot tételéből következik az entrópia

9 nem függ θ 2 -től ez sem függhet θ 2 -től A feltétel teljesül, ha Ekkor:

10 Tudjuk:és Ebből: Körfolyamatban a mennyiség megmarad

11 A kvázisztatikus gép veszteségmentes A működő gép veszteséges: η ≤ η qs η η qs = ha kvázisztatikus > ha veszteséges

12 Tekintsük a következő körfolyamatot: Kvázisztatikus határesetet is figyelembe véve:

13 Az entrópia értéke 0 K hőmérsékleten zérus bimolekulás 3.főtétel Ez megegyezik a negyedik axiómával.

14 Köszönöm a figyelmet!