 |
|
Термодинамические системы и термодинамические параметры.
Термодинамика и основы статистики.
Основные понятия.
Моделью материального тела является совокупность атомов и молекул, свойства; законы взаимодействия, движения которых известны. Существует два раздела физики: термодинамика и статическая физика- они изучают закономерности процессов в макротелах, состоящих из атомов и молекул. Они изучают тепловые свойства макротел.
Метод термодинамики -- феноменологический(учитывает превращение энергии без учёта природы исследуемых явлений, связанных с молекулярно-кинетической структурой вещества). Метод статической физики -- исследование системы, состоящей из атомов и молекул путём задания уравнений, описывающих поведение совокупности частиц, и с помощью вероятностного метода определяется поведение макросистемы.
Классическая термодинамика, основоположником которой является Томсон, Клаузиус, изучает равновесные системы и процессы в таких системах.
Неравновесная термодинамика. Она ещё развивается и изучает неравновесные системы.
Основоположниками молекулярно - кинетической теории являются Клаузис, Больцман, Максвелл.
Создателем статической физики является Гиббс. В основе статической физики был положен метод Гиббса для равновесных системы.
Термодинамические системы и термодинамические параметры.
С точки зрения квантовой механики термодинамическая система - это макросистема, включающая огромные количества частиц, чаще атомов. Рассмотрим в качестве частиц мельчайшие частицы, нейтронный газ, фотонный, электронный газы.
С точки зрения классической теории термодинамическая система, которая находится в состоянии термодинамического равновесия, любая термодинамическая система характеризуется набором термодинамических параметров: объём, температура, давление, энтальпия и т.д.
Система находится в состоянии термодинамического равновесия, если термодинамические параметры не зависят от времени. При этом в системе отсутствуют любые потоки(тепловые, частиц и др.).
Термодинамическая система не равновесна, когда некоторые параметры определяются внешним условием и не постоянны во времени.
Параметры, описывающие состояние термодинамической системы, называется термодинамическими параметрами.
Термодинамические системы характеризуются определённым числом независимых термодинамических параметров, которые принимают любое значение. Число независимых параметров зависит от характера термодинамической системы, т.е. выбор параметров произволен, но число их определено для данной системы.
Для идеального одноатомного газа таких параметров будет три - P, V, T. Равновесное состояние газа, заключённого в сосуд состояние будет определяется двумя параметрами ( непример T и V ), все остальные будут как функции от этих параметров.
Все термодинамические параметры разделяются на внутренние и внешние.
Внутренние параметры определяются физическими объектами системы.
Внешние параметры определяются физическими объектами не входящими в состав системы.
Одна и та же величина, в зависимости от различных условий может быть как внутренней, так и внешней.
Пример
Рисунок 5.1
Во-вторых, параметры делятся на экстенсивные (аддитивные) и интенсивные.
Экстенсивные- при объединении систем с различными параметрами результирующее значение параметра равно сумме параметров.
Интенсивные - не обладают свойством аддитивности. Пример: давление и температура.