ТЕРМОДИНАМИКА - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему ТЕРМОДИНАМИКА. Доклад-сообщение содержит 42 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ТЕРМОДИНАМИКА Лекция 6

Слайд 2

Описание слайда:

План: Применение первого начала термодинамики для анализа процессов в биологических системах. Теплоемкость. Теплообмен. Виды теплообмена. Энергетический баланс организма. Второе начало термодинамики. Термодинамические функции состояния. Энтропия и термодинамическая вероятность. Организм как открытая система. Теорема Пригожина.

Слайд 3

Описание слайда:

Термодинамика. Основные понятия ТЕРМОДИНАМИКА – наука о законах превращения энергии из одной формы в другую. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМА – совокупность элементов, отграниченных некоторым образом от окружающей среды.

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Основные понятия ЭНЕРГИЯ – количественная мера определенного вида движения. Энергия передается при: совершении работы; теплообмене. Мера передачи энергии в процессе теплообмена – количество теплоты.

Слайд 6

Описание слайда:

Первое начало термодинамики М.В. Ломоносов (1744 г.), Гесс (1840 г.), Мейер, Джоуль (1842 г.),Гельмгольц (1847г.) Общая суммарная энергия системы остается постоянной величиной, независимой от изменений, происходящих в самой системе; изменение энергии системы возможно только в результате обмена с окружающей средой.

Слайд 7

Описание слайда:

Первое начало термодинамики Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы. dQ = dU+dA; U – внутренняя энергия, Q – количество теплоты, А – работа.

Слайд 8

Описание слайда:

Характеристика количества теплоты Первичная (основная) теплота. Образование первичной теплоты – это результат того, что все процессы в организме имеют КПД

Слайд 9

Описание слайда:

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА КАК ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ биологические системы открыты для потока вещества и энергии; процессы в биологических системах имеют необратимый характер; биологические системы гетерофазны и структурированы; живые системы далеки от равновесия.

Слайд 10

Описание слайда:

Стационарное состояние характеризуется: постоянным притоком веществ в систему и удалением продуктов обмена; постоянной затратой свободной энергии для поддержания постоянной концентрации веществ в системе; постоянством термодинамических параметров.

Слайд 11

Описание слайда:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ОРГАНИЗМА Все виды работы в организме совершаются за счет эквивалентного количества энергии, выделяющейся при окислении питательных веществ. Q = Qп +А – уравнение энергетического баланса, где Q – количество теплоты, освобождающегося в организме при усвоении пищи; Qп – потери в окружающую среду; А – совершенная работа.

Слайд 12

Описание слайда:

ЗАКОН ГЕССА Тепловой эффект химического процесса, развивающегося через ряд промежуточных стадий, не зависит от пути превращения, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы.

Слайд 13

Описание слайда:

ЗАКОН ГЕССА

Слайд 14

Описание слайда:

Теплообмен человека и среды (тепловой баланс) Организм человека поддерживает постоянную температуру тела, которая отличается от температуры внешней среды. Вследствие этого между телом человека и окружающей средой возникает теплообмен. Задача организма состоит в обеспечении равенства между теплотой, выделяющейся в организме Qвыд и теплотой, отдаваемой в окружающую среду Qотд.

Слайд 15

Описание слайда:

ВИДЫ ТЕПЛООБМЕНА за счет: теплопроводности (15%) конвекции (5-10%) испарения (25-30 % ) теплового излучения (50%)

Слайд 16

Описание слайда:

Теплоемкость тела C Отношение энергии (или теплоты для процесса теплообмена) Q необходимой для изменения температуры тела от T до T+dT к интервалу температур dT:

Слайд 17

Описание слайда:

Теплообмен за счет теплопроводности Теплопроводность - процесс передачи теплоты от более нагретых частей системы к менее нагретым, происходящий без переноса массы вещества и без излучения электромагнитных волн.

Слайд 18

Описание слайда:

Закон Фурье:

Слайд 19

Описание слайда:

Теплообмен за счет теплопроводности

Слайд 20

Описание слайда:

Теплообмен за счет конвекции В жидкостях или газах возникают явления конвекции (перемешивания) Ф = kкS(T – T0), где kк – коэффициент теплопроводности при конвекции; Т – температура поверхности; T0 – температура среды.

Слайд 21

Описание слайда:

Теплообмен за счет испарения Количество теплоты, расходуемой на парообразование: Q = r·m где m – масса испарившейся жидкости; r – удельная теплота парообразования

Слайд 22

Описание слайда:

Теплообмен за счет испарения При н.у. человек выводит в сутки из организма около 0,35 кг вместе с выдыхаемым воздухом и около 0,5 кг в виде пота Тепловые потери организма 0,85 · 2,52 · 106 = 2,1·106 Дж в сутки. r = 2,52 · 106 Дж/кг.

Слайд 23

Описание слайда:

ТЕПЛООБМЕН ЗА СЧЕТ ИЗЛУЧЕНИЯ Происходит в ИК диапазоне с λ = 9,5 мкм. P = Sασ(Т14 - Т04), где Р – мощность излучения; S – площадь поверхности тела; α– коэффициент излучения; σ– постоянная Больцмана; Т0 – температура окружающей среды; Т1 – температура поверхности тела.

Слайд 24

Описание слайда:

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ НАГРЕТЫХ И ХОЛОДНЫХ СРЕД Термотерапия контактное приложение (грелка, торф, грязи, песок) свето-тепловое облучение воздействие ВЧ токами и полями Охлаждение местное охлаждение местное обезболивание метод гипотермии

Слайд 25

Описание слайда:

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИИКИ К ПРОЦЕССАМ В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ Изохорный процесс А = 0, следовательно, dA=0 и dQ = dU dQ = сv·m·dT; сv·m·dT = dU;

Слайд 26

Описание слайда:

Изобарный процесс dQ = ср·m·dT, следовательно, dQ = dU+ dA ср·m·dT = сv·m·dT + РdV; cP – cV = R – уравнение Майера для молярной теплоемкости

Слайд 27

Описание слайда:

Изотермический процесс Т = Const, dU = 0, dQ = dA , Адиабатный процесс (Нет теплообмена с окружающей средой) dQ =0 А = ΔU, При сжатии температура увеличивается, при расширении – уменьшается. РVγ= Const – уравнение Пуассона

Слайд 28

Описание слайда:

Политропный процесс (Теплоемкость вещества не изменяется) РVn= Const ,

Слайд 29

Описание слайда:

ЭНТРОПИЯ Процесс 1-2 называется обратимым, если можно совершить обратный переход 2-1 через все промежуточные стадии так, что после возвращения системы в исходное состояние в окружающих телах никаких изменений не происходит. Sобр=Const; ΔS=0 ΔSнеобр>0; Sравн= Smax

Слайд 30

Описание слайда:

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ теплота сама собой не может переходить от тел с меньшей температурой к телам с большей температурой (формулировка Клаузиуса) невозможен вечный двигатель второго рода, т. е. такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения одного тела ( формулировка Томсона).

Слайд 31

Описание слайда:

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Энтропия изолированной системы возрастает в необратимом процессе и остается неизменной в обратимом процессе; все реальные процессы в изолированной системе протекают с увеличением энтропии. Энтропия – мера перехода упорядоченных форм движения частиц в неупорядоченные.

Слайд 32

Описание слайда:

Энтропия и термодинамическая вероятность Термодинамической вероятностью Wтер называют число способов размещения частиц или число микросостояний, реализующих данное макросостояние S = k∙lnWтер – формула Больцмана k – постоянная Больцмана, W – термодинамическая вероятность.

Слайд 33

Описание слайда:

Организм как открытая система Организм человека является открытой термодинамической системой. Изменение энтропии открытой системы:

Слайд 34

Описание слайда:

Организм как открытая система

Слайд 35

Описание слайда:

Теорема Пригожина Для стационарного состояния , т.е. все процессы внутри системы протекают с увеличением энтропии. энтропия должна быть больше в продуктах выделения, а не продуктах питания.

Слайд 36

Описание слайда:

Теорема Пригожина В стационарном состоянии скорость возрастания энтропии вследствие необратимых процессов имеет положительное и минимальное значение при данных внешних условиях: