物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Balancing Energy in a Closed System

如果你也在 怎样代写热力学Thermodynamics 这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。热力学Thermodynamics是物理学的一个分支,涉及热、功和温度,以及它们与能量、熵以及物质和辐射的物理特性的关系。这些数量的行为受热力学四大定律的制约,这些定律使用可测量的宏观物理量来传达定量描述,但可以用统计力学的微观成分来解释。热力学适用于科学和工程中的各种主题,特别是物理化学、生物化学、化学工程和机械工程,但也适用于其他复杂领域,如气象学。

热力学Thermodynamics从历史上看,热力学的发展源于提高早期蒸汽机效率的愿望,特别是通过法国物理学家萨迪-卡诺(1824年)的工作,他认为发动机的效率是可以帮助法国赢得拿破仑战争的关键。苏格兰-爱尔兰物理学家开尔文勋爵在1854年首次提出了热力学的简明定义,其中指出:”热力学是关于热与作用在身体相邻部分之间的力的关系,以及热与电的关系的课题。” 鲁道夫-克劳修斯重述了被称为卡诺循环的卡诺原理,为热学理论提供了更真实、更健全的基础。他最重要的论文《论热的运动力》发表于1850年,首次提出了热力学的第二定律。1865年,他提出了熵的概念。1870年,他提出了适用于热的维拉尔定理。

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物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Balancing Energy in a Closed System

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Balancing Energy in a Closed System

1 introduce the first law of thermodynamics in Chapter 2 ; in this chapter, you get to use it. The first law of thermodynamics is a consequence of the concept of the conservation of energy, which states that energy cannot be created or destroyed; it can only change form.
Conservation of energy means that all the energy entering a system $\left(E_{\text {in }}\right)$ minus the amount of energy leaving it $\left(E_{\text {con }}\right)$ equals the change in the amount of energy $\left(\Delta E_{\text {sys }}\right)$ within the system, as shown in Figure 5-1. You write the conservation of energy equation for a system as follows:
$$
E_{\mathrm{h}}-E_{\text {out }}=\Delta E_{\mathrm{sys}}
$$
You can see the conservation of energy equation is very similar in form to the conservation of mass equation. The SI units for energy are kilojoules.
The left-hand side of the conservation of energy equation $\left(E_{\text {in }}-E_{\infty}\right)$ represents the net amount of energy transfer in a system by heat (Q), work $(W)$, and mass $(m)$. For a closed system, no mass can enter or leave the system, so there’s no energy transfer by mass in a closed system. Traditionally, the direction of heat transfer $(Q)$ is to the system and work $(W)$ is done by the system. Work in a system can take many forms, as described in Chapter 4 , including boundary work, shaft work, and electrical work. For a closed system, the net energy transfer to the system is written as follows:
$$
E_{\mathrm{in}}-E_{\text {out }}=Q-W
$$
The right-hand side of the conservation of energy equation ( $\triangle E_{\mathrm{sys}}$ ) represents the change in internal energy $(U)$, kinetic energy $(K E)$, potential energy $(P E)$, and other energy forms (such as magnetic energy, if used) in a system. A system has kinetic energy if it’s moving relative to an external frame of reference. A system has potential energy from its position in the earth’s gravitational field. I discuss kinetic and potential energy in Chapter 1. For a closed system, the change in the total energy of a system is written like this:
$$
\Delta E_{\text {sys }}=\Delta U+\Delta K E+\Delta P E
$$
If your system is stationary, you don’t have to worry about the kinetic or potential energy terms, so the conservation of energy equation is simplified to the following equation for a closed system: $Q-W=\Delta U$.
The conservation of energy can be written on a per unit mass basis with units of kilojoules per kilogram, as follows:
$$
q-w=\Delta u
$$

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Applying the First Law to Ideal-Gas Processes

Every day you breathe in an ideal gas; it may contain a bit of smog, dust, and pollen, but it’s still an ideal gas. Air is just one of many gases that relate temperature, pressure, and specific volume to each other with the following equation:
$$
P V=m R T
$$
This is the ideal-gas law. The units for each variable are pressure $(P)$ in kilopascals, total volume $(V)$ in cubic meters, mass $(m)$ in kilograms, the gas constant $(R)$ in kilojoules per kilogram-Kelvin, and temperature $(T)$ in Kelvin. You must use absolute temperatures with the ideal-gas law. I discuss the ideal-gas law in Chapter 3.
The ideal-gas law is very useful in determining the pressure-volumetemperature $\left(P_{-V}-T\right)$ relationships for a constant temperature, constantvolume, or constant-pressure process. You can use the ideal-gas law to determine $P_{-v}-T$ properties between the initial State 1 and the final State 2 in a constant temperature, volume, or pressure process, as shown by this equation:
$$
\frac{P_1 V_1}{T_1}=\frac{P_2 V_2}{T_2}
$$
Note that the mass $(m)$ and the gas constant $(R)$ of the ideal-gas law drop out because they don’t change during a closed-system process.

This section examines several thermodynamic processes that involve the idealgas law along with the conservation of mass and the conservation of energy. I systematically change $Q, W$, and $\Delta U$ in the energy equation so that one term equals zero for different thermodynamic processes. For a constant-volume process, the work term $(W)$ is zero. In a constant-temperature process, the change in internal energy $(\Delta U)$ can be zero as long as a phase change doesn’t happen. In an adiabatic process, the heat transfer term $(Q)$ is zero. I use the boundary work problems from Chapter 4 in the examples shown in the following sections.

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Balancing Energy in a Closed System

热力学代写

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Balancing Energy in a Closed System

我在第二章中介绍热力学第一定律;在本章中,您将使用它。热力学第一定律是能量守恒概念的结果,它指出能量不能被创造或毁灭;它只能改变形式。
能量守恒是指进入系统的所有能量$\left(E_{\text {in }}\right)$减去离开系统的能量$\left(E_{\text {con }}\right)$等于系统内能量的变化$\left(\Delta E_{\text {sys }}\right)$,如图5-1所示。你把一个系统的能量守恒方程写如下:
$$
E_{\mathrm{h}}-E_{\text {out }}=\Delta E_{\mathrm{sys}}
$$
你可以看到能量守恒方程在形式上和质量守恒方程非常相似。能量的国际单位制单位是千焦。
能量守恒方程$\left(E_{\text {in }}-E_{\infty}\right)$的左边表示系统中通过热量(Q)、功$(W)$和质量$(m)$传递的净能量。对于一个封闭系统,没有质量可以进入或离开系统,所以在一个封闭系统中没有质量的能量传递。传统上,热量传递的方向$(Q)$是对系统的,而功$(W)$是由系统完成的。系统中的功可以采取多种形式,如第4章所述,包括边界功、竖井功和电气功。对于封闭系统,向系统传递的净能量为:
$$
E_{\mathrm{in}}-E_{\text {out }}=Q-W
$$
能量守恒方程($\triangle E_{\mathrm{sys}}$)的右侧表示系统中内能$(U)$、动能$(K E)$、势能$(P E)$和其他能量形式(如使用磁能)的变化。如果一个系统相对于外部参照系运动,它就有动能。一个系统在地球引力场中的位置产生势能。我在第一章中讨论了动能和势能。对于一个封闭系统,系统总能量的变化可以写成:
$$
\Delta E_{\text {sys }}=\Delta U+\Delta K E+\Delta P E
$$
如果你的系统是静止的,你不必担心动能或势能项,所以能量守恒方程被简化为以下封闭系统的方程:$Q-W=\Delta U$。
能量守恒可以以每单位质量为单位,单位为千焦每千克,如下所示:
$$
q-w=\Delta u
$$

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Applying the First Law to Ideal-Gas Processes

每天你吸入一种理想气体;它可能含有一些烟雾、灰尘和花粉,但它仍然是一种理想气体。空气只是许多气体中的一种,它们的温度、压力和比容与下面的等式有关:
$$
P V=m R T
$$
这就是理想气体定律。每个变量的单位是压强$(P)$(千帕斯卡),总体积$(V)$(立方米),质量$(m)$(千克),气体常数$(R)$(千焦耳/千克开尔文),温度$(T)$(开尔文)。你必须用绝对温度和理想气体定律。我在第三章讨论理想气体定律。
理想气体定律在确定恒温、恒容或恒压过程的压力-体积-温度$\left(P_{-V}-T\right)$关系时非常有用。你可以用理想气体定律来确定在恒温、定容或定压过程中,初始状态1和最终状态2之间的$P_{-v}-T$性质,如下式所示:
$$
\frac{P_1 V_1}{T_1}=\frac{P_2 V_2}{T_2}
$$
注意,理想气体定律的质量$(m)$和气体常数$(R)$被忽略了,因为它们在封闭系统过程中不会改变。

本节考察了涉及理想气体定律以及质量守恒和能量守恒的几个热力学过程。我系统地改变了$Q, W$和$\Delta U$在能量方程中,使得一项对不同的热力学过程等于零。对于定容过程,功项$(W)$等于零。在恒温过程中,只要不发生相变,热力学能$(\Delta U)$的变化可以为零。在绝热过程中,传热项$(Q)$为零。在下面的例子中,我使用了第4章的边界功问题。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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