Студопедия — Некоторые общие понятия термодинамики
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Некоторые общие понятия термодинамики






В то время как молекулярно-кинетическая теория истолковывает свойства тел, которые наблюдаются на опыте, как суммарный результат действия молекул (квазичастиц), термодинамика изучает свойства и изменения состояния вещества, не интересуясь микроскопической картиной. В основе термодинамики лежит несколько фундаментальных законов, установленных на основе обобщения большой совокупности опытных фактов; это требует введения соответствующих понятий. Рассмотрим их.

Термодинамической системой или просто системой будем называть любую физическую систему, состоящую из большого ансамбля частиц – атомов и молекул, которые совершают бесконечное тепловое движение и, взаимодействуя между собой, обмениваются энергиями. Такими системами, и притом простейшими, являются газы, молекулы которых совершают беспорядочное поступательное и вращательное движения и при столкновениях обмениваются кинетическими энергиями; не являются исключением твёрдые тела и жидкости.

Любая система может находиться в различных состояниях, отличающихся термодинамическими параметрами. Для системы «идеальный газ» такими являются Т, V, Р, в том числе сортность (m, М) и масса (m) газа. При неизменных внешних условиях равновесное состояние остаётся постоянным сколь угодно долго и может быть нарушено лишь воздействием извне. Любое равновесное состояние системы может быть изображено точкой на графике, если по координатным осям х, у откладывать значения каких-либо параметров. Для идеального газа в осях V, Р равновесные состояния 1 и 2 представлены на рис. 6.1.. Каждому состоянию соответствуют свои параметры давления Р и объёма V; сортность и масса газа неизменны.

Рис. 6.1.  
Если какой-либо параметр системы, несмотря на отсутствие внешних воздействий, в разных точках её неодинаков, состояние системы называют неравновесным. Если система изолирована от других тел и представлена самой себе, параметр системы выравнивается и примет одинаковое для всех точек значение – система перейдёт в равновесное состояние. Время перехода системы из неравновесного состояния в равновесное называется временем релаксации. Обратный переход из равновесного состояния в неравновесное может быть осуществлён при помощи внешних воздействий на систему. Неравновесным является, в частности, состояние системы с различными температурами в различных местах; например, выравнивание температуры в газах, твёрдых и жидких телах есть переход этих тел в равновесное состояние с одинаковой температурой в пределах всего объёма тела. В неравновесном состоянии может находиться и двухфазная система, состоящая из жидкости и её пара. Если над поверхностью жидкости, находящейся в закрытом сосуде, имеется ненасыщенный пар, то состояние системы неравновесное: число молекул N 1, покидающих жидкость в единицу времени, больше, чем число молекул N 2, возвращающихся за это же время из пара в жидкость. Вследствие этого с течением времени число молекул в парообразном состоянии увеличивается до тех пор, пока не установится равновесное состояние с N 1 = N 2. Неравновесное состояние не может быть отображено на графике, потому что хотя бы один из параметров не будет иметь в неравновесном состоянии определённого значения.

Переход физической системы из одного состояния в другое через какую-то последовательность промежуточных состояний называется процессом. Процесс называется обратимым, если изменения в системе можно провести в обратном направлении через те же промежуточные состояния, через которые проходила система в прямом направлении. При обратном переходе не только сама система, но и связанные с нею окружающие тела в точности возвращаются в первоначальное состояние.

Переход системы из одного состояния в другое связан с нарушением равновесия системы. Следовательно, при протекании в системе какого-либо процесса она проходит через последовательность неравновесных состояний. Процесс называется равновесным, если начальное, конечное и все промежуточные состояния системы являются равновесными. Отсюда следует, для равновесности процесса, происходящего внутри термодинамической системы, существование или отсутствие «остаточных изменений» в окружающих телах не имеет значения; важно только, чтобы каждое из промежуточных состояний системы было равновесным. Промежуточные состояния могут быть равновесными только в двух предельных случаях: скорость внешнего воздействия бесконечно мала; скорость процессов релаксации (переход системы из неравновесного состояния в равновесное) бесконечно велика. Равновесный процесс может быть изображён на графике соответствующей кривой (рис.6.1.). Неравновесные процессы, как правило, условно изображаются пунктирными кривыми.

Понятия равновесного состояния и равновесного процесса играют большую роль в теоретической термодинамике. Все количественные выводы термодинамики строго применимы только к равновесным процессам.

 







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 455. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия