Лекция 26. ОБЕКТ термодинамиката. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
И определения. Термично равновесие. NULL
Закон на термодинамиката. прекласификация
ДЪРЖАВНА термодинамична система
1. Предмет на термодинамиката. Основни понятия и определения
Отличителна черта на термодинамиката от статистическата-кал физика с елементи, които сме изпълнени в рамките на молекулно-кинетичната теория на газовете, е, че термодинамиката, изучаване на свойствата на макроскопски системи, различни процеси, протичащи в тях, не се обсъждат Рива вътрешната структура на системата и характера на трафика отделните му части на микроскопично ниво. Например, в повърхност порции в изследването на материала в различни състояния на агрегация не трябва да се помисли атомите и молекулите и закони, които регулират движението им и взаимодействие в термодинамиката.
Термодинамика се базира на няколко основни понятия и определения, както и няколко разширени закони или по-chalah.
Нека се спрем на основните понятия и определения. Както беше отбелязано по-рано (глава 15), термодинамична система - макроскопски системи, мерки пространство-време и наличието на което е достатъчно за нормални процеси за измерване. Термодинамична-параметри системи могат да се състоят от голям брой картини, полета или частици, като електромагнитни полета. Във всеки случай, тези системи имат изключително болка шайби за брой на степените на свобода. Система с малък брой на степените на свобода термодинамика-наказания не са взети под внимание.
Вещества и полета, които не са включени в термодинамична система проучване, образуват околната среда (външно-nyuyu) среда. По-абстрактно външната среда може да бъде раз-разглежда като термостат, което налага определени условия в системата в процес на проучване. Термодинамична система-на fissioning от действителната среда или психически повърхността контакт. В зависимост от свойствата на повърхностните-STI контакт възможно различните видове термодинамични системи.
Изолирана система - система, която съвместно ненадминат не взаимодейства с околната среда, т.е., не общува с нея, без значение, нито енергия ...
Затворена система - система, която не е в състояние да обменят енергия с околната среда в резултат на изпълнението на работата. Например, течен или газ, затворен в постоянен съд обем.
Затворена система - системата не обменя материал с външната среда.
Адиабатно система - система, която не е обмен yuschayasya-енергия с околната среда чрез топлообмен. Adia-baticheskoy система може например да бъде газ, течност, твърдо вещество, заобиколен от термоизолационен обвивка.
Състояние на термодинамична система е настроен на мощност на макроскопските параметри, такива като р налягане, температура Т, обем V на, вътрешната енергия U и др. Тези параметри се наричат термодинамични.
Разграничаване между интензивни и екстензивни вътрешни и външни термодинамичните параметри. Интензивни параметри ал metry-, които не зависят от размера и теглото на B-прът или части от тях. Те включват: температура, давайки, Lenie, химически потенциал. Обширни параметри - Параметри, които се различават пропорционално на размера или масата на системата по време на разлагането му на парчета. On-например, теглото на части, вътрешна енергия и други.
Външни параметри определят състоянието на околната среда, вътрешните - състоянието на термодинамична система. Разликите между вътрешните и външните параметри в относителната-нататък. Всичко зависи от това къде на границата се извършва между системата и околната среда, който се намира в контакт с него. Например, електрически или магнитни полета, действащи на системата два външни параметри. Въпреки това, те могат да се разглеждат като вътрешни параметри, ако източниците на полето са включени в системата, а не на околната среда. Термодинамична система MO-червата си взаимодействат един с друг, както и с околната среда. В този случай говорим за контактни системи.
Термодинамични Свържи е такава връзка между системата или системите, и средата, в която СЗО може да бъде най-малко един от следните типове на взаимодействие между тях:
1) механично взаимодействие - една система Sauveur-гънки работят на друга система чрез механична или електромагнитна сила;
2) топлинно взаимодействие - взаимодействие, което води до промяна на енергия и се извършва под формата на топлина повторни вили на проводимост или топлинно излъчване;
3) прехвърляне на вещества - взаимодействие, което редуцира ди-обменен вещество между системите.
2. Термично равновесие. Нулева закон на термодинамиката
Изолирана система, като например газ, съдържащ се в сътрудничество съд със стените, а не провеждане на топлина, независимо от първоначалното им състояние в крайна сметка въпрос за една държава, която не се променя в бъдеще. Това сътрудничество крайно състояние се нарича състояние на термодинамично равновесие или топлина.
Ако системата е в термично равновесие, тогава няма систематични промени в термодинамичен-ните параметри и няма системен поток. Nesistema кал (колебания), промяна на настройки, и потоци в състояние на равновесие са разрешени, но намерени експериментално, че те обикновено са много малки и могат да бъдат предварително пренебрегвани. Затова може да се предположи, че стойността на термодинамиката-мическите параметри в този случай непрекъснато и системно hoditsya в термодинамично равновесие.
Ако две изолирани системи А и В са показани в кон-такт с друг, общата А + В системата накрая преминава в състояние на термично равновесие. В този случай се каже, че системи А и В са в термично равновесие един с друг. Всяка от системи А и В поотделно и в състояние на равновесие топлинно Рав. Този баланс не е нарушен, ако се премахне контакт между системите, а след това след известно време това слънце да стане.
Следователно, ако създаването на комуникацията между два пръстенни системи А и В, които са били изолирани, не води до промени, можем да предположим, че тези системи са в термично равновесие един с друг (А
B). Емпирично включили закон на термодинамиката, наречен нула, ако система А и В са в термично равновесие и система В и С са в термично равновесие, системите А и С са също в термично равновесие един с друг: А
В резултат на нула закон на термодинамиката може да се разглежда крадец-въведение от термодинамичната температура.
температура Т се определя като стойност, която позволява да се опише термично равновесие между органите, които са в термичен контакт. Ако Т1 и Т2, - температурата на две тела, по отношение Т1 = Т2 е равно на условие термично равновесие. Ако T1> T2, тогава термичен контакт между ТЕ-Лами температура Т1 ще намалее и Т2 - Zoom-vatsya до време тялото подравняване температура, т.е. да се установи топлинно равновесие ... Очевидно е, че в съответствие със закона на термодинамиката нула, ако Т1 = Т2 = Ts и Т2, след Т1 = T3, където Т1. Т2 и Т3 - температурата на трите тела. От описан-Nogo, че температурата е параметър на термодинамичен състоянието на системата и може да се намери от уравнението на състоянието на системата. Например, за идеално-мол газ VM. е в термодинамично равновесие на р налягане, ние имаме.
3. Класификация на промените в състоянието на термодинамична система
Състоянието на термодинамична система може да варира спонтанно или в резултат на контакт с други C-стъбло, околната среда. Всяка промяна в състоянието на системата се нарича процес. Термодинамика-Vaeth разглеждат само тези процеси, в които началните и крайните страни еднозначно определени от няколко параметри, набор, като температура и налягане или Дрю-ГИМИ. Ако системата преминава през непрекъснат поредица от безкрайно-безкрайно близо до равновесни състояния, ние говорим за равновесие г-н термодинамичен процес. Междинните състояния, през които системата може да не са равновесната-нето. В този случай, методът не е равновесие.
В реални условия, процеси се случват в краен процент и поради това не са равновесие. Въпреки това, толкова по-бавно процеса, така че е по-близо до равновесие. Поради това равновесие процеси, посочени kvazista-тират. В идеалния случай, процесът на квази-статичен безкрайно бавно протичащ в която термо-динамична система и околната среда във всеки даден момент са безкрайно близо до равновесие.
Ако процесът остава един и същ всеки от термодинамичните параметри на системата, а след това се говори за izoprotsesse. Тези процеси са:
изотермични протичащ в системата за постоянно темпера-кръг (Т = конст);
изобарно протичащ при постоянно налягане в B-ТЕМ (р = конст);
изохорен без да се променя обема на системата (V = конст).
От практическа гледна точка основните процеси са кръгли или цикли, които са в основата на работата на редица устройства, термични машини.
Един цикъл е процес, чрез който термодинамична-ЛИК система, преминавайки през поредица от държави, се връща в първоначалното си състояние, т.е.. Д. В края на процеса на първоначалните и крайните състояния на една и съща система.
Много важно в термодинамиката са понятията Obra-timogo и необратими процеси.
Наречен обратим процес, който може да се извършва в обратна посока, термодинамиката-мическите система трябва да премине през същите състояния, както в случая на посоката на процеса напред, само обратна последователност. Когато правите обратим процес в напред и назад система etsya се връща към първоначалното си състояние, и в околната среда не трябва да се спазват каквито и да било промени.
Всеки процес, включително циклични-проводящ не отговарят на условията, посочени по-горе, е необратимо.
Реални процеси, свързани с разсейването на енергия поради триене, топлопроводимост и други причини, не са обратими. Въпреки това, много от тях по-слабо представени са определени условия, подобни на обратими.
Свързани статии