Лекции по "Физике"

Лекция 1.

Предмет термодинамики как наука и её методы.

Термодинамика - это наука, которая изучает законы превращения энергии в различных процессах, происходящих в макроскопических системах.

Макроскопическая система - это материальная система, состоящая из большего количества частиц ( атомов, молекул, ионов).

Количество этих частиц несоизмеримо больше, чем их количеств, содержащееся в элементарных объёмах, а их размеры на много меньше, чем размеры макроскопической системы.

Термин "термодинамика" охватывает ряд специальных курсов термодинамики, к которым ,в частности, относится:

-техническая термодинамика;

-химическая термодинамика;

-термодинамика биологических систем;

- статическая термодинамика (физика) и т. д.

В настоящем курсе изучается техническая термодинамика, которая будет определятся термином "термодинамика".

Под "технической термодинамикой" понимается наука, которая изучает взаимное превращение теплоты (тепловой энергии) и механической энергии (механической работы).

Другие виды энергии и их взаимопревращение в технической термодинамике не рассматривается (химическая энергия, энергия электромагнитных полей, ядерная энергия).

С точки зрения технической термодинамики теплота  и механическая работа являются формами передачи энергии, а не видами энергии.

Теплота представляет собой микрофизическую форму передачи энергии, обусловленную тепловым движением частиц, составляющих вещество, которое может иметь разную интенсивность в зависимости температуры.

Наличие разности температур в различных точках изучаемого пространства ,безусловно, приводит к передачи теплоты между этими областями.

Поскольку передача тепловой энергии осуществляется без видимого перемещения тел в пространстве, а так же без каких-либо деформаций и изменений формы, постольку эту форму передачи энергии называют макрофизической.

Работа представляет собой форму передачи механической энергии связана с видимым перемещением тел в пространстве, либо с их деформацией и изменением формы, такую форму передачи энергии называют макрофизической.

Все макроскопические системы обладают присущими им физическими свойствами ,по которым можно отличить одну систему от другой, эти физические свойства изучаются различными методами ,с целью установления закономерностей протекания различных свойств систем, может осуществляться статическими или термодинамическими методами.

Статический метод использует статическая физика. Этот метод основан на разработке моделей в макроскопической системе, которая состоит из большего количества микрочастиц  и изучения свойств этой модели на основании теории вероятностей.

Термодинамический метод не требует разработки статической модели, поскольку основан на постулатах (законах), установленных на основе наблюдений (1-ое и 2-ое начало термодинамики). Эти законы являются фундаментом для построения всей теоретической модели с математическим аппаратом, который логически представляет собой чёткую научную теорию.

Поскольку изучение свойств макроскопических систем в технической термодинамике основана на рассмотрении явлений в материальном мире, постольку сам подход к изучению этих явлений называют феноменологическим. (феномен-явление)

Термодинамика является наукой феноменологической.

Все основные выводы могут быть получены  методом дедукции на основе двух основных имперических законов.

Термодинамическая система и окружающая среда.

Термодинамическая система - это совокупность материальных тел, находящихся в тепловом и механическом взаимодействии между собой, а так же с окружающей средой.