Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Термодинамика



 Другие рефераты
Теплоэнергетические генераторы и радиоизотопные источники энергии Термисторы и их применение Термопара Термоядерные реакции

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА  1
ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ  И  ИСХОДНЫЕ  ПОЛОЖЕНИЯ  ТЕРМОДИНАМИКИ
1. Закрытые и открытые термодинамические системы.
2. Нулевое начало термодинамики.
3. Первое начало термодинамики.
4. Второе начало термодинамики.
   5. Обратимые и необратимые процессы.
   6. Энтропия.
7. Третье начало термодинамики.

ГЛАВА  2
ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ  И  ПОЛОЖЕНИЯ  СИНЕРГЕТИКИ.
САМООРГАНИЗАЦИЯ  РАЗЛИЧНЫХ  СИСТЕМ.
1. Общая характеристика открытых систем.
   2. Диссипативные структуры.
3. Самоорганизация различных систем и синергетики.
4. Примеры самоорганизации различных систем.
   5. Физические системы.
   6. Химические системы.
   7. Биологические системы.
   8. Социальные системы.
Постановка задачи.

ГЛАВА  3
АНАЛИТИЧЕСКИЕ   И   ЧИСЛЕННЫЕ   ИССЛЕДОВАНИЯ    САМООРГАНИЗАЦИИ    РАЗЛИЧНЫХ
СИСТЕМ.
1. Ячейки Бенара.
2. Лазер, как самоорганизованная система.
3. Биологическая система.
   4. Динамика популяций. Экология.
   5. Система «Жертва - Хищник».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРА.



                                    [pic]


                                                           ВВЕДЕНИЕ.

       Наука зародилась очень давно, на Древнем Востоке, и затем  интенсивно
развивалась  в  Европе.  В  научных  традициях   долгое   время    оставался
недостаточно  изученным  вопрос  о
взаимоотношениях  целого и части.  Как стало  ясно  в середине
20 века часть может преобразовать целое радикальным и неожиданным образом.
         Из   классической   термодинамики   известно,   что   изолированные
термодинамические системы в соответствии  со  вторым  началом  термодинамики
для необратимых процессов энтропия системы  S  возрастает до тех  пор,  пока
не достигнет своего максимального значения  в  состоянии  термодинамического
равновесия.  Возрастание  энтропии  сопровождается  потерей   информации   о
системе.
       Со временем открытия второго  закона  термодинамики  встал  вопрос  о
том, как можно согласовать возрастание  со  временем  энтропии  в  замкнутых
системах с процессами самоорганизации в живой и  не  живой  природе.  Долгое
время казалось, что существует противоречие  между  выводом  второго  закона
термодинамики и выводами эволюционной теории  Дарвина,  согласно  которой  в
живой  природе  благодаря  принципу  отбора  непрерывно  происходит  процесс
самоорганизации.
        Противоречие  между  вторым  началом   термодинамики   и   примерами
высокоорганизованного окружающего  нас  мира  было  разрешено  с  появлением
более пятидесяти лет назад и последующим естественным  развитием  нелинейной
неравновесной  термодинамики.  Ее  еще  называют   термодинамикой   открытых
систем. Большой вклад в становление этой новой  науки  внесли  И.Р.Пригожин,
П.Гленсдорф,  Г.Хакен.  Бельгийский  физик   русского   происхождения   Илья
Романович Пригожин за работы  в  этой  области  в  1977  году  был  удостоен
Нобелевской премии.
       Как итог развития нелинейной  неравновесной  термодинамики  появилась
совершенно новая научная дисциплина синергетика - наука о самоорганизации  и
устойчивости структур различных сложных  неравновесных  систем:  физических,
химических, биологических и социальных.
       В  настоящей  работе  исследуется  самоорганизация  различных  систем
аналитическими и численными методами.



                                          ГЛАВА  1

       ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
                                  ТЕРМОДИНАМИКИ.

1. ЗАКРЫТЫЕ И ОТКРЫТЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ
       СИСТЕМЫ.

   Всякий материальный объект, всякое тело ,  состоящее  из  большого  числа
частиц, называется  макроскопической  системой  .  Размеры  макроскопических
систем значительно больше размеров атомов и  молекул.  Все  макроскопические
признаки , характеризующие такую систему и ее отношение к  окружающим  телам
, называются  макроскопическими параметрами .  К их числу относятся такие  ,
например  ,  как  плотность  ,  объем   ,   упругость   ,   концентрация   ,
поляризованность  ,  намогниченность  и  т.д.   Макроскопические   параметры
разделяются на внешние и внутренние .
   Величины , определяемые положением не входящих  в  нашу  систему  внешних
тел , называются  внешними параметрами  ,  например  напряженность  силового
поля ( так как зависят от положения источников поля - зарядов и токов  ,  не
входящих  в  нашу  систему  )  ,  объем  системы  (  так  как   определяется
расположением  внешних  тел  )  и  т.д.  Следовательно  внешние   поараметры
являются функциями координат внешних тел. Величины, определяемые  совокупным
движением и распределением  в  пространстве  входящих  в  систему  частиц  ,
называются   внутренними  параметрами  ,  например  энергия  ,  давление   ,
плотность , намогниченность , поляризованность и т.д. ( так как их  значения
зависят от движения и положения частиц системы и входящих в них зарядов ).
     Совокупность   независимых   макроскопических   параметров   определяет
состояние системы  ,  т.е.  форму  ее  бытия  .  Величины  не  зивисящие  от
предыстории системы и полностью определяемые ее состоянием в  данный  момент
(  т.е.  совокупностью  независимых  параметров  ),  называются    функциями
состояния.
   Состояние называется  стационарным , если параметры  системы  с  течением
времени не изменяются.
   Если , кроме того , в  системе  не  только  все  параметры  постоянны  во
времени , но и нет никаких стационарных потоков за счет действия  каких-либо
внешних источников , то такое состояние системы  называется   равновесным  (
состояние  термодинамического  равновесия  ).  Термодинамическими  системами
обычно называют не всякие , а только те макроскопические системы  ,  которые
находятся в термодинамическом равновесии.  Аналогично  ,  термодинамическими
параметрами называются  те  параметры  ,  которые  характеризуют  систему  в
термодинамическом равновесии.
   Внутренние параметры системы разделяются на интенсивные и экстенсивные  .
Параметры не зависящие от массы  и  числа  частиц  в  системе  ,  называются
интенсивными  ( давление , температура и др.) .  Параметры  пропорциональные
массе  или  числу  частиц  в  системе   ,   называются    аддитивными    или
экстенсивными (  энергия  ,  энтропия  и  др.  )  .  Экстенсивные  параметры
характеризуют  систему  как  целое  ,  в  то  время  как  интенсивные  могут
принимать определенные значения в каждой точке системы .
    По  способу   передачи   энергии   ,   вещества   и   информации   между
рассматриваемой  системы  и  окружающей  средой  термодинамические   системы
классифицируются :
 1. Замкнутая  ( изолированная )  система   -  это  система  в  которой  нет
    обмена с внешними телами ни энергией , ни веществом  (  в  том  числе  и
    излучением ) , ни информацией .
 2. Закрытая система  -  система в которой есть обмен только с энергией .
 3. Адиабатно изолированная система  -  это система  в  которой  есть  обмен
    энергией только в форме теплоты .
 4. Открытая система  - это система , которая обменивается и  энергией  ,  и
    веществом , и информацией .

 2. НУЛЕВОЕ  НАЧАЛО  ТЕРМОДИНАМИКИ .

  Нулевое начало термодинамики сформулированное всего около 50 лет  назад  ,
  по существу  представляет  собой  полученное  «задним  числом»  логическое
  оправдание для введения понятия температуры физических тел  .  Температура
  -  одно из самых глубоких понятий термодинамики . Температура играет столь
  же важную  роль  в  термодинамике  ,  как  ,  например  процессы.  Впервые
  центральное место в физике занял  совершенно  абстрактное  понятие  ;  оно
  пришло на смену введенному еще во времена Ньютона ( 17 век) понятию силы -
  на первый взгляд более конкретному и  «осязаемому» и к тому же  успешно  «
  математезированному» Ньютоном.
   Первое начало термодинамики  устанавливает   внутренняя  энергия  системы
является однозначная функция ее состояния и изменяется только  под  влиянием
внешних воздействий.
    В  термодинамике  рассматриваются  два  типа   внешних   взаимодействий:
воздействие , связанное с изменением внешних параметров  системы  (  система
совершает работу  W ), и  воздействие  не  связанные  с  изменением  внешних
параметров и обусловленные изменением внутренних параметров или  температуры
( системе сообщается некоторое количество теплоты  Q ).
   Поэтому , согласно первому началу , изменение внутренней  энергии   U2-U1
системы при ее переходе под влиянием этих воздействий из  первого  состояния
во второе равно алгебраической сумме   Q и W  , что для  конечного  процесса
запишется в виде уравнения

              U2  -  U1  =  Q  -  W       или      Q  =  U2   -   U1   +   W
  (1.1)

   Первое начало формируется как постулат  и  является  обобщением  большого
количества опытных данных .
   Для элементарного процесса уравнение первого начала  такого :

                                       (Q = dU + (W    (1.2)
   (Q  и  (W  не являются полным дифференциалом, так  как  зависят  от  пути
следования.
   Зависимость Q и W от пути видна на простейшем  примере  расширение  газа.
Работа совершенная системой при переходе ее из состояния 1 в 2 ( рис. 1)  по
пути а  изображается площадью, ограниченной контуром   А1а2ВА :
                           Wа =     p(V,T) dV ;
а  работа  при  переходе   по  пути   в  -  площадью  ограниченную  контуром
А1в2ВА:
                          Wb  =       p(V,T) dV.
                                    [pic]
                                   Рис. 1

   Поскольку давление зависит не только от объема, но и от  температуры,  то
при различных изменениях температуры на  пути    а   и    в    при  переходе
одного и того же  начального  состояния  (p1,V1)  в  одно  и  тоже  конечное
(p2,V2)   работа  получается  разной.  Отсюда  видно  ,  что  при  замкнутом
процессе (цикле) 1а2в1  система совершает работу не  равную  нулю.  На  этом
основана работа всех те
12345След.
скачать работу


 Другие рефераты
Кокс и коксование
Тауардың түсінігі
Анализ и проектирование операций с недвижимостью
Биография С.А. Токарева


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ