ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия и определения равновесной термодинамики из "Физическая газодинамика реагирующих сред " Предметом исследования в классической термодина)лике являются закономерности превращения энергии в равновесных системах и при переходе макроскопических систем в состояние равновесия. [c.30] В термодинамике стационарных необратимых процессов соотношения, полученные классической термодинамикой, обобщаются на неравновесные системы. Термодинамика необратимых процессов начала интенсивно развиваться начиная с 30-х годов, после известных работ Онзагера, и в настоящее время неравновесную термодинамику можно рассматривать как вполне сложившуюся физическую теорию. Однако неравновесной термодинамике свойственны Т1 же недостатки, что и всякой феноменологической теории, в которой не рассматриваются конкретные модели взаимодействия частиц — соотношения термодинамики необратимых процессов содержат некоторые величины (кинетические коэффициенты), нахождение которых связано с использованием либо кинетических уравнений, либо эксперим1Шта. Поэтому далее мы кратко изложим лишь основы классической термодинамики. Более подробно термодинамика изложена, например, в книге [6]. [c.30] Как уже упоминалось, термодинамика является наукой феноменологической. Основу термодинамического метода составляют постулаты и три закона (или начала) термодинамики. Оказывается возможным, исходя из небольшого числа общих законов, получить в термодинамике весьма глу(юкие результаты. В этом смысле изложение термодинамики мэжно построить таким же образом, как это делается, скажем, в евклидовой геометрии. Перейдем к изложению основных понятий и определений термодинамики. [c.30] Термодинамической системой называют любую совокупность материальных тел (состоящих из большого числг, частиц), заключенную внутри заданных границ. [c.30] Говорят, что термодинамическая система заключена в адиабатную оболочку, если некая идеальная теплоизолирующая поверхность полностью исключает теплообмен с окружающей средой. [c.31] Очевидно, система изолирована, если она заключена в адиабатную и абсолютно жесткую оболочку, которая делает невозможным ни тепловое, ни механическое взаимодействие с окружающей средой. [c.31] Систему, имеющую во всех своих частях одинаковые свойства, называют однородной. [c.31] Если система состоит из нескольких однородных, но различных частей, отделенных друг от друга поверхностями раздела, то такую систему называют гетерогенной, а различные части, их которых она состоит, называют фазами. В С10ответствии с тремя возможными видами агрегатного состояния вещества существуют жидкая, твердая и газообразная фазы. Систему, состоящую из одной фазы, называют гомогенной. [c.31] Макроскопические величины, характеризующие состояние системы, называют термодинамическими параметрами. Параметры разделяют на внешние (определяемые положением не входящих в систему внешних тел) и внутренние (определяемые положением и совокупным движением входящих в систему частиц). Например, объем системы V является внешним параметром, а внутренняя энергия и — внутренним. Очевидно, значение внутренних параметров зависит от значения внешних параметров системы. [c.31] Иногда говорят об экстенсивных и интенсивных параметрах. Экстенсивными называют параметры сиетемы, пропорциональные массе или числу частиц в системе в противоположном случае параметры считаются интенсивными. Например, давление р является интенсивным параметром, а удельный объем V, энтропия 5, энергия системы Е — параметры экстенсивные. [c.31] Состояние системы называют стационарным, если параметры системы с течением времени не изменяются. [c.31] Если при постоянных внешних условиях неизменны не только параметры системы, но и отсутствуют какие-либо стационарные потоки вещества и энергии, так что макроскопические свойства системы, сравниваемые в два различных момента времени, одинаковы, то говорят, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. [c.31] Любой равновесный внутренний параметр системы является функцией ее внешних параметров и температуры. [c.32] Указанное утверждение носит название второго постулата термодинамики. [c.32] Нас в этой главе будут интересовать такие процессы, в которых изменение внутренних термодинамических параметров происходит не спонтанным образом, а полностью контролируется изменением внешних] термодинамических параметров и температуры. Как следует из второго постулата термодинамики, для этого достаточно, чтобы во время эволюции системы она в каждый момент времени находи, гась в состоянии термодинамического равновесия. [c.32] Из опыта известно, что любой реальный самопроизвольный процесс является необратимым. Однако можно представить себе гипотетический, но тем не менее полезный для анализа многих явлений процесс, допускающий возможность возвращения системы в первоначальное состояние без того, чтобы в окружающей среде остались какие-либо изменения. Процесс, который можно провести в обратном направлении так, чтобы система и окружающая среда пришли в первоначальное состояние через те же промежуточные состояния, что и в прямом процессе, называют обратимым. [c.33] Вернуться к основной статье