ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы теории Глава первая Основные понятия и исходные положения термодинамики Термодинамические системы, параметры и равновесие из "Термодинамика " Термодинамика изучает закономерности теплового движения в равновесных системах и при переходе систем в равновесие (классическая, или равновесная, термодинамика), а также обобщает эти закономерности на неравновесные системы (неравновесная термодинамика, или термодинамика необратимых процессов). [c.14] Здесь рассматривается равновесная термодинамика (ее обычно называют просто термодинамикой в отличие от неравновесной термодинамики). [c.14] Прежде чем перейти к изложению основных законов и методов термодинамики и изучению, свойств различных систем, раскроем содержание главных термодинамических понятий. Это позволит оценить значение и пределы применимости термодинамики. [c.14] Всякий материальный объект, всякое тело, состоящее из большого числа частиц, называется макроскопической системой. Размеры макроскопических систем всегда значительно больше размеров атомов и молекул. Все макроскопические признаки, характеризующие такую систему и ее отношение к окружающим телам, называются макроскопическими параметрами. К их числу относятся такие, например, величины, как плотность, объем, упругость, концентрация, поляризованность, намагниченность и т. д. Макроскопические параметры разделяют на внешние и внутренние. [c.14] Следовательно, внешние параметры являются функциями координат внешних тел. Величины, определяемые совокупным движением и распределением в пространстве входящих в систему частиц, называются внутренними параметрами bj (/=1, 2,. ..), например плотность, давление, энергия, поляризованность, намагниченность и др. (так как их значения зависят от движения и положения частиц системы и входящих в них зарядов). [c.15] Так как само пространственное расположение входящих в систему частиц — атомов и молекул—зависит от расположения внешних тел, то, следовательно, внутренние параметры определяются положением и движением этих частиц и значением внешних параметров . [c.15] Совокупность независимых макроскопических параметров определяет состояние системы, т. е. форму ее бытия. Величины, не зависящие от предыстории системы и полностью определяемые ее состоянием в данный момент (т. е. совокупностью независимых параметров), называются функциями состояния. [c.15] Состояние называется стационарным, если параметры системы с течением времени не изменяются. [c.15] кроме того, в системе не только все параметры постоянны во времени, но и нет никаких стационарных потоков за счет действия каких-либо внешних источников, то такое состояние системы называется равновесным состояние термодинамического равновесия). Термодинамическими системами обычно называют не всякие, а только те макроскопические системы, которые находятся в термодинамическом равновесии. Аналогично, термодинамическими параметрами называются те параметры, которые характеризуют систему в ее термодинамическом равновесии. [c.15] Заметим, что в зависимости от условий, в которых находится система, одна и та же величина может быть как внешним, так и внутренним параметром. Так, при фиксированном положении стенок сосуда объем V является внешним параметром, а давление р—внутренним параметром, так как зависит от координат и импульсов частиц системы в условиях же, когда система находится в сосуде с подвижным поршнем под постоянным давлением, давление р будет внешним параметром, а объем V—внутренним параметром, так как зависит от положения и движения частиц. Вообще говоря, различие между внешними и внутренними параметрами зависит от того, где мы проводим границу между системой и внешними телами. [c.15] Аналогично, равновесное значение и любого другого внутреннего параметра представляет собой среднее за большой промежуток времени значение соответствующей этому параметру функции координат и скоростей. [c.16] Статистическая физика, исходя из определенной молекулярной модели строения вещества, позво.ггяет вычислять равновесные значения внутренних параметров системы. Однако и не проводя вычислений можно выявить закономерности систем в равновесном состоянии, имея в виду, что во многих случаях эти параметры могу быть определены экспериментально. Этот первый этап в теории равновесных состояний и представляет термодинамика. [c.16] Основанные на макроскопическом опыте представления об особенностях термодинамического равновесия конечных систем принимаются в термодинамике в качестве постулатов, опираясь на которые с помощью основных законов (начал) термодинамики изучаются свойства равновесных систем и закономерности при их приближении к равновесию. [c.16] Вернуться к основной статье