ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исходные понятия термодинамики из "Основные принципы термодинамики " Исходные понятия, вместе с изложением метода термодинамики и предварительным описанием свойств простейших термоди намических систем, составляют вводную часть курса, предшествующую изложению основных принципов и расчетных соотношений термодинамики. [c.7] Выделение группы понятий, предшествующих термодинамике, оправдывается не только соображениями сохранения исторической последовательности развития науки и общеизвестными принципами диалектики (в частности, классическим тезисом — Прежде чем обсуждать, договоримся о понятиях ), но и в наибольшей мере соответствует требованиям правильного понимания основных принципов термодинамики. Например, основное выражение первого начала термодинамики ( Изменение внутренней энергии системы равно алгебраической сумме подведенных извне тепла и работы ) нередко понимается так, что работа есть результат подвода тепла и изменения внутренней энергии. В действительности, как об этом свидетельствуют исходные понятия термодинамики, работа возникает лишь в результате изменения деформационных координат следовательно, изменение внутренней энергии системы является результатом внешних воздействий (подвод тепла и работы), а не первопричиной возникновения работы. Вместе с тем опровергается и достаточно распространенное ошибочное утверждение, что в некоторых некруговых процессах (например, в условиях сохранения постоянного значения внутренней энергии системы) тепло полностью превращается в работу. [c.7] Следовательно, результат взвешивания на рычажных весах не зависит от величины ускорения притяжения в пункте взвешивания и неизменно характеризует лишь равновесие масс покоя взвешиваемого тела и эталона (гири). Очевидно также, что взвешивание на рыча.жных весах не имеет ничего общего с операцией определения силы тяжести совершенно не обязательно даже наличие тяготения в пункте взвешивания — достаточно лишь сообщить одинаковое ускорение (например, центробежное 1= 2) сравниваемым массам (Mi = M2 = Mo). [c.9] На этом основании стандартный вес тела (G), измеряемый в единицах эталонной массы покоя этого тела, в дальнейшем рассматривается как мера количества вещества тела. Такое определение, как будет показано ниже (п.к), освобождает уравнения термодинамики от необходимости ориентироваться на какую-либо определенную систему единиц мер и в наибольшей мере соответствует издревне принятой терминологии и практике определения количества вещества путем взвешивания на рычажных весах. [c.9] Истинный удельный вес (yf), зависящий от ускорения притяжения в пункте взвешивания, не является, в силу этой зависимости, ни термодинамической, ни справочной величиной. [c.9] В уравнения термодинамики входят лишь абсолютные давления (Р). [c.10] Исходное определение температуры температура есть единственная функция состояния тел, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между этими телами (второй постулат термодинамики), т. е. тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру в любой температурной шкале (Т, 1, 0) отсюда следует, что два тела, не соприкасающиеся между собой, но каждое из которых находится в тепловом равновесии с третьим (измерительный прибор), имеют одинаковую температуру. [c.10] Термодинамическое равновесие элементов тела или системы тел есть такое состояние теплового, химического и т. п. равновесий элементов тела или системы, которое без внешнего воздействия может сохраняться как угодно долго такие системы называются равновесными. [c.11] Равновесным процессом называется непрерывная последовательность равновесных состояний тела или системы тел, осуществляюших рассматриваемый равновесный процесс. Примером равновесного процесса может служить квазистатический (предельно замедленный) процесс теплообмена между телами, находящимися в тепловом равновесии. [c.11] Обратимым процессом называется такой процесс, который в условиях изолированной системы, т. е. без внешнего воздействия, допускает возможность возврата этой системы из конечного состояния в исходное путем обратного процесса (условие необходимое и достаточное). В обратимом процессе дол жны быть исключены необратимые явления (трение, диффузия, неравновесный теплообмен и др.), поэтому обратимые процессы следует рассматривать как наиболее идеализированные процессы. [c.11] Равновесный и обратимый процессы, составляющие одну и ту же последовательность равновесных состояний, в дальнейшем называются конфигуративными. Графические изображения таких процессов тождественны, но при этом внешние эффекты процессов (работа, теплообмен) будут различны, так как в реальном равновесном процессе, в отличие от обратимого, неизбежны необратимые явления (трение, диффузия, неравновесный теплообмен и т. п.). [c.11] В дальнейших исследованиях термодинамических процессов и состояний термодинамических систем основными понятиями являются понятия равновесной системы и равновесного процесса. Во всех случаях, когда особенности состояний термодинамических систем и характер течения реальных термодинамических процессов особо не обусловлены, понятие состояние отождествляется с понятием равновесное состояние , а понятие процесс — с понятием равновесный процесс . [c.11] Простейшая термодинамическая система, или простое тело, есть такая равновесная система, физическое состояние которой вполне определяется значениями двух независимых переменных-функций состояния простого тела х, у), например значениями температуры и удельного объема t, v) или давления и удельного объема Р, v). [c.12] Возможны такие простые термодинамические системы, состояние которых описывается не значениями температуры и удельного объема (t, v) или давления и удельного объема (Я, v), а другими парами независимых переменных. К числу таких простых систем принадлежат идеальные (матемагические) пленки, состояние которых можно характеризовать значениями температуры и поверхности пленки (t, f) или значениями поверхностного натяжения и поверхности пленки (а, f). [c.12] Вообще, как это следует из дифференциальных соотношений термодинамики, состояние всякой равновесной термодинамической системы можно характеризовать значениями температуры и деформационных координат (t, x ) или значениями сопряженных координат термодинамической работы a v Fi (Н. И. Белоконь. Термодинамика . Госэнергоиздат, 1954). [c.12] Работа есть эффект перемещения силы и выражается как произведение двух независимых величин (Fs, ds). Следовательно, выражение элементарной работы не является полным дифференциалом и, соответственно, для выражения элементарной работы в дальнейшем используется общий символ бесконечно малых величин (б). [c.12] Выражение элементарной работы обратимого процесса сжимаемого тела (11) в зависимости от абсолютного давления (Р) и изменения объема, (с У) в дальнейшем называется термодинамической работой изменения объема. [c.13] Термодинамическая работа изменения объема определяется в координатах давление —объем (Р—V) независимо от свойств рабочего тела на этом основании координаты Р—V называются универсальными координатами термодинамической работы (L) очевидно, также, что координаты Р—v являются универсальными координатами удельной термодинамической работы (t) систем постоянной массы (G = idem или Aio = idem). [c.14] Вернуться к основной статье