Термодинамические системы и процессы

В термодинамике системы описываются:

- термодинамическими параметрами;

- термодинамическими константами;

- термодинамическими характеристиками внешних воздействий.

Термодинамическими параметрами называют макроскопические параметры характеризующие свойства равновесных систем, не связанные с их движение как целое.

По способу введения, определения ТД параметры могут быть разбиты на 3 группы.

К 1 группе относятся параметры, которые вводятся (могут быть введены) еще до изучения термодинамики: V, P, масса и параметры состава.

Ко 2 группе относятся параметры которые определяются основными законами термодинамики – ее началами:

Нулевым началом вводится понятие температуры;

Первым - понятие внутренней энергии (U);

Вторым – понятие энтропии (S) и абсолютной температуры (Т).

К 3-й группе относятся параметры, которые представляют собой различные функции параметров предыдущих двух групп:

Энтальпия, теплоемкости и др.

Термодинамические константы в отличие от термодинамических параметров не могу изменяться во времени, их значения постоянны для заданной системы или ее части.

Термодинамические константы могут быть: индивидуальными и универсальными.

Индивидуальные – имеют разные значения для разных компонентов (молекулярные веса компонентов, критические параметры).

Универсальные – имеют одинаковое значение для всех компонентов системы (универсальная газовая постоянная).

Термодинамические характеристики внешних воздействий описывают не саму систему, не ее свойства, а внешние воздействия, которым подвергается система.

Поскольку эти воздействия протекают во времени, то их характеристики связаны не с моментом, а с промежутком времени, т.е. характеризуют не состояние, а процесс.

К их числу относятся: работа и теплота.

Термодинамическим процессом называют изменение термодинамического состояния термодинамической системы.

Он имеет следующие особенности:

- в ходе него изменяется хотя бы один термодинамический параметр;

- начальное и конечное состояние системы является равновесным.

Процессы бесконечно малого изменения состояния системы называют элементарными, а конечного – конечными.

Если конечное состояние системы совпадает с начальным, то процесс называется круговым или циклом.

Если все промежуточные состояния равновесные, то сам процесс называется равновесным.

Если хотя бы оно из состояний, через которое проходит система, будет неравновесным, то весь процесс называют неравновесным.

Равновесные процессы часто называют квазистатическими или обратимыми, а неравновесные – нестатическими или необратимыми.

Из равновесных рассматривают изотермические или политропные без массообмена процессы, которые называют характерными (изобарный (), изохорный (), изотермический () – изопараметрические; политропный (, п – показатель политропы)).