background image

7.  I i II zasada termodynamiki. Energia 
wewn

ę

trzna.  

Energia wewn

ę

trzna- energia zwi

ą

zana z 

nieuporz

ą

dkowanym ruchem cz

ą

steczek czy atomów, 

zarówno energia kinetyczna jak i potencjalna oraz 
wzajemnego oddziaływania. Energia wewn

ę

trzna mo

ż

by

ć

 przekazywana od jednego układu do drugiego w 

procesie wykonywania pracy  
czy te

ż

 przekazywania ciepła.  

 
 
Pierwsza zasada termodynamiki:  

U = 

Q + 

Przyrost energii wewn

ę

trznej 

U układu jest równy 

sumie dostarczonej mu pracy W oraz ciepła Q.  
 

Całkowita energia wszech

ś

wiata pozostaje 

niezmieniona.  

Przy dostarczaniu układowi ciepła, przyrost energii 
wewn

ę

trznej mo

ż

e by

ć

 ró

ż

ny, w zale

ż

no

ś

ci od tego czy  

procesowi towarzyszy wykonywanie pracy czy te

ż

 nie.  

 
 

Q i W> 0 dostarczmy ciepła do układu oraz wykonujemy 
prac

ę

 nad układem +  

Q i W <0 pobieramy ciepło z układu oraz układ 
wykonuje prac

ę

. -  

 
Przy stałej obj

ę

to

ś

ci. Przemiany izochoryczne (V = 

const) 

V = 0  to W=0 

(Q)

v

 
Całe ciepło zostaje wykorzystane na wzrost energii 
wewn

ę

trznej gazu.  

 
Zmiana energii wewn

ę

trznej jest równa ilo

ś

ci ciepła 

pobranego b

ą

d

ź

 oddanego z układu w przemianie  

izochorycznej.   
 
Przy stałym ci

ś

nieniu. Przemiany izobaryczne (P = 

const) gaz wykonuj

ę

 prac

ę

 obj

ę

to

ś

ciow

ą

 

 
(-W)=p* 

Przyrost energi wewn

ę

trznej: 

U=Qp- p*

Qp = 

U + p*

Okre

ś

laj

ą

c procesy izobaryczne uzywamy pojecia 

entalpii: 
Qp=H2-H1=

H p=const. 

H=U+pV 
Qp= (U2+p*V2) – (U1+p*V1) 
 
Przyrost entalpii jest równy ilo

ś

ci ciepła dostarczonego 

układowi w procesie izobarycznym.  
 

background image

 
II Zasada Termodynamiki 

W układzie izolowanym procesy mog

ą

 zachodzi

ć

 tylko w 

kierunku wzrostu entropii, w stanie  
równowagi entropia przyjmuj

ę

 warto

ść

 stał

ą

maksymaln

ą

:  

S=0    S=Smax 

 

Minimaln

ą

 warto

ść

 entropii ma układ maksymalnie 

uporz

ą

dkowany.  

Statystyczna interpretacja poj

ę

cia entropii S 

S = k*lnW 
k-stala Boltzmana 
W – prawdopodobie

ń

stwo termodynamiczne

 

Wprowadzanie entropii S zamiast prawdopodobie

ń

stwa 

termodynamicznego W stało si

ę

 bardziej korzystne ze 

wzgl

ę

du na fakt, i

ż

 funkcja powinna by

ć

 addytywna , a 

postulat addytywno

ś

ci spełnia nie W=W1*W2 tylko S 

(lnW=lnW1+lnW2) 
 
Funkcja addytywna – funkcja przypisuj

ą

ca obiektom 

matematycznym warto

ś

ci liczbowe tak, by warto

ść

 

przypisana obiektowi była równa  
sumie warto

ś

ci przypisanych przez funkcj

ę

 elementom 

składowym 

Entropia jest funkcj

ą

 stanu okre

ś

laj

ą

ca w jakim kierunku 

mog

ą

 zachodzi

ć

 procesy w układzie izolowanym.  

Je

ż

eli entropia w stanie pocz

ą

tkowym S1=klnW1 

A w stanie koncowym: S2=klnW2 
Zmiana entropii rowna si

ę

:  

S=klnW2/W1 

 
W układzie izolowanym proces zmierza w kierunku od 
mniejszego prawdopodobie

ń

stwa 

termodynamicznego  
do wi

ę

kszego prawdopodobie

ń

stwa 

termodynamicznego

. Od mniejszego 

nieuporz

ą

dkowania do wi

ę

kszego  

nieuporz

ą

dkowania.   

 

 

Entropia wszech

ś

wiata stale ro

ś

nie.   

 

Minimaln

ą

 warto

ść

 entropii ma układ 

maksymalnie uporz

ą

dkowany.