Равновесие термодинамической системы

Если, 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]

Состояние равновесия термодинамической системы определяется температурой Т и внешними параметрами at, а , характеризующими отношение системы к внешним телам. [c.120]

Устойчивое равновесие термодинамической системы характеризуется тем, что по устранении причины. Вызвавшей отклонение системы от состояния равновесия, система сама по себе возвращается в первоначальное равновесное состояние. При этом за время, в течение которого устанавливается термодинамическое равновесие (это время называется временем релаксации), в системе происходят различные неравновесные, а следовательно, и необратимые процессы, заключающиеся в затухании механических движений, выравнивании плотностей и температур и т.[д. Чтобы вывести систему из состояния устойчивого равновесия, необходимо совершить над системой (т. е. затратить извне) некоторую работу. [c.109]

Условие равновесия термодинамической системы. Любой из возможных процессов изменения состояния системы должен удовлетворять неравенству Гиббса (3.30), выражающему собой основные (первое и второе) начала термодинамики. [c.109]

Неравенства (3.44), как это ясно, являются следствием неравенства (3.32) выражающего условие равновесия термодинамической системы. Они могли бы быть получены несколько иным путем, если бы в качестве переменных, характеризующих изменение состояния системы при установлении равновесия, были взяты не S и И, а любая другая пара термодинамических величин. Выберем в качестве независимых переменных, например, р и Т. Тогда из выражения [c.115]

При выводе условий фазового равновесия (4.2) предполагалось, что давления и температуры обеих фаз в состоянии равновесия одинаковы. Это предположение очевидно. Однако, строго говоря, следовало бы показать, что из общих условий равновесия термодинамической системы вытекают все три соотношения (4.2). Формальное доказательство этого состоит в следующем. Будем рассматривать обе фазы в совокупности как изолированную систему. В такой системе объем, внутренняя энергия и количество вещества неизменны, вследствие чего [c.124]

РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ [c.15]

Равновесие термодинамической системы 79, 156 [c.474]

В том случае, когда состояние термодинамической системы не меняется с течением времени, т. е. свойства системы, а следовательно, и термодинамические параметры ее, сравниваемые в два различных момента времени, одинаковы, предполагают, что система находится в термодинамическом равновесии. Состояние равновесия термодинамической системы отличается от стационарного состояния системы, в котором значения термодинамических параметров поддерживаются неизменными во времени вследствие наличия потоков вещества или энергии (внешнего воздействия). Различие проявляется в том, что при прекращении внешнего воздействия в системе, находящейся до этого в стационарном состоянии, некоторые из термодинамических параметров изменяются в то время как в системе, находящейся в равновесии, все без исключения термодинамические параметры сохраняют неизменное значение. [c.10]

При выводе условий фазового равновесия предполагали, что давления и температуры обеих фаз в состоянии равновесия одинаковы. Эти предположения очевидны. Тем не менее следовало бы показать, что из общих условий равновесия термодинамической системы вытекают все три соотношения (3.20). Формальное доказательство этого состоит в следующем. Рассмотрим обе фазы в совокупности как изолированную систему и примем для определенности, что общий объем системы, равный сумме объемов обеих фаз и общая энтропия системы, [c.201]

Второй закон термодинамики представляет собой обобщение изложенных выше положений и заключается в том, что 1) самопроизвольное протекание естественных процессов возникает и развивается при отсутствии равновесия между участвующей в процессе термодинамической системой и окружающей средой 2) самопроизвольно происходящие в природе естественные процессы, работа которых может быть использована человеком, всегда протекают лишь в одном направлении от более высокого потенциала к более низкому 3) ход самопроизвольно протекающих процессов происходит в направлении, приводящем к установлению равновесия термодинамической системы с окружающей средой, и по достижении этого равновесия, процессы прекращаются 4) процесс может протекать в направлении, обратном самопроизвольному процессу, если анергия для этого заимствуется из внешней среды. [c.25]

Равенство химических потенциалов фаз выражает их устойчивость в состоянии фазового равновесия. Если для неравновесных условий одна из фаз имеет больший химический потенциал, она стремится перейти в фазу, химический потенциал которой меньше. Действительно, при стремлении к равновесию термодинамической системы, имеющей постоянные температуру и давление, термодинамический потенциал убывает [13, т. е. с Ф << 0. Следовательно, в неравновесном состоянии имеем [c.15]

Ранее было показано, что общим условием равновесия термодинамической системы является максимальное значение ее энтропии, математическим выражением которого являются соотношения [c.277]

Среди равновесных состояний термодинамических систем следует различать устойчивые и неустойчивые состояния. Под устойчивым равновесным состоянием понимается такое равновесие термодинамической системы, при котором всякое (совместимое G, наложенными условиями) бесконечно малое воздействие вызывает только, бесконечно малое изменение состояния системы. В противоположность этому под неустойчивым равновесным состоянием понимается такое равновесное состояние термодинамической системы, при котором бесконечно малое воздействие (совместимое с наложенными условиями) может вызывать конечное изменение термодинамического состояния системы. [c.30]

Состояние равновесия термодинамической системы определяется экстремумом соответствующего термодинамического потенциала. Для процессов, протекающих при постоянных давлении и температуре (наиболее часто встречающиеся в практике процессы), минимального значения в равновесии достигает свободная энергия Гиббса [c.180]

Влияние изменения внешних условий, которое сказывается на равновесии химической реакции, лучше всего может быть обобщено принципом Ле Шателье. Этот принцип, позволяющий определить без вычислений направление, в котором переместится равновесие термодинамической системы при изменении внешних условий, формулируется следующим образом. [c.98]

Общие условия равновесия термодинамической системы [c.101]

В главе Термодинамическое равновесие рассматриваются общие условия равновесия термодинамической системы, равновесия однородной системы, равновесия фаз, фазовые диаграммы р—/ и р—V, а затем диаграммы Т—5, I—5, I—Т. После этого даются правило фаз, формула Клапейрона — Клаузиуса, фазовые переходы при неодинаковых давлениях фаз и принцип Ле-Шателье — Брауна. [c.350]

Итак, показана равносильность обоих методов метода свободной энергии и метода энтропии. Эта равносильность сохраняется во всех подобного рода вопросах, и следует особо подчеркнуть, что проблему равновесия термодинамической системы можно решать, вообще говоря, и с помощью энтропии и с помощью свободной энергии, а часто также при помощи термодинамического потенциала. Результат должен всегда получиться один и тот же. Состояние системы не может, конечно, зависеть от математических приемов, выбранных для его описания. Одно и то же состояние равновесия характеризуется при одних условиях минимумом свободной энергии, а при других условиях — максимумом энтропии. [c.79]

Следовательно, состояние устойчивого равновесия термодинамической системы в зависимости от ограничений, накладываемых на возможные в данной системе процессы (к числу этих ограничений помимо постоянства двух из термодинамических параметров относится также требование равенства нулю полезной внешней работы, т. е. Lo = 0), характеризуется одним из следующих условий [c.60]

Таким образом, равновесный процесс состоит из непрерывного ряда последовательных состояний равновесия, поэтому в каждой его точке состояние термодинамической системы можно описать уравнением состояния данного рабочего тела. Именно поэтому классическая [c.10]

Для системы, находящейся п равновесии, термодинамический потенциал (уровень свободной энергии) каждого компонента во всех фазах одинаков. [c.110]

Выше упоминалось, что состояние теплового равновесия изолированной системы полностью описывается лишь небольшим числом параметров. Эти физические величины имеют определенное значение для каждого теплового состояния, и в термодинамике они называются параметрами (или переменными) состояния, или термодинамическими параметрами (или переменными). Если выбрать совокупность независимых параметров так, чтобы она была необходимой и достаточной для описания термодинамического состояния, то остальные параметры, характеризующие состояние, являются функциями выбранных параметров. Число независимых параметров, необходимых для описания равновесного состояния системы, определяется эмпирическим путем. [c.14]

Из последнего выражения видно, что частицы должны самопроизвольно переходить в ту фазу, химический потенциал которой меньше если > Р2> то должно быть АЛ/ > О, чтобы энтропия всей замкнутой системы увеличивалась, и наоборот. А условием термодинамического равновесия двухфазной системы является — помимо равенства температур и давлений — равенство химических потенциалов фаз [c.128]

В изолированной термодинамической системе любое неравновесное состояние с неизбежностью переходит в состо)шие термодинамического равновесия. Это общий закон природы. Однако для каждого конкретного неравновесного состояния существ)гют свои конкретные причины, которые обуславливают этот переход и определяют его характер. Мы познакомимся в этой главе с тем, что происходит в пространственно неоднородных состояниях, которые образуют большой и важный класс неравновесных состояний. [c.187]

Свободная энергия F может быть определена как сумма кинетической и потенциальной энергией частиц. Энергия F называется свободной, поскольку при изотермических процессах она может быть выделена из системы в виде тепла и превращена в работу. Произведение TS — называют энтропийным фактором или связанной энергией. Свободная энергия F и энтропия S являются критериями равновесия термодинамической системы. При достижении равновесия F имеет минимальное, а S максимальное из возможных значений. С повышением температуры F всегда умепьпзается. [c.28]

Условием равновесности состояния яв.ляется равномерное распределение по системе тех параметров, различие в которых является причиной обмена эчергией. Так, для равновесия термодинамической системы во всех ее топках должны быть одинаковая температура и одинаковое давл( иие. Всякая изолированная система с течением времени приходит в равновесное состояние, которое остается далее неизменным, пока система не будет выведена из него внешним воздействием. Равновесное сосгояиие следует отличать от стационарного состояния СИСТСМ1Я, при котором параметры также остаются неизменными во времени, 110 имеются потоки энергии или массы, как, например, при установившейся (стационарной) теплопроводности в твердом теле. [c.17]

УСТОЙЧИВОСТЬ (движения — стабильность какой-либо характеристики движения во все время движения по отношению к малым возмущениям движения в его начале равновесия — малость отклонения механической системы от положения равновесия в моменты времени, последующие за малыми возмущениями равновесия системы системы—свойство системы возвращаться к состоянию равновесия после малых отклонений из этого состояния термодинамическая — устойчивость равновесия термодинамической системы относительно малых вариаций ее термодинамических параметров) УШИРЕНИЕ (доплеровское — увеличение ширины спектральных линий, вызванное движением источника света относительно его наблюдателя спектральных линий — увеличение ширины спектральных линий по отношению к естественной ширине ударное — уширение спектральньгх линий, вызванное взаимодействиями атомов и молекул с окружающими их частицами) [c.291]

Внутренняя энергия U, энтальпия I, свободная энергия F и изобарноизотермический потенциал Ф, характеризующие условия равновесия термодинамической системы при различных условиях взаимодействия со средой, носят название характеристических функций. Помимо того что характеристические функции являются критериями равновесия в термодинамических системах, они обладают еще одним важным свойством если мы знаем характеристическую функцию, выраженную через соответствующие, свои для каждой функции переменные, то можно вычислить любую термодинамическую величину. [c.124]

Следовательно, есла свободная энергия имеет минимум, то система находится в состоянии устойчивого равновесия, так как если бы какое-нибудь превращение могло увеличить свободную энергию, то это противоречило бы (ИЗ). В случае механических систем устойчивое равновесие устанавливается при минимальной потенциальной энергии. Поскольку условием устойчивого равновесия термодинамической системы, заключенной в жесткий ре-эервуар и имеющей температуру окружающей среды, является [c.73]

Устойчивое равновесие термодинамической системы характеризуется тем, что по устранении причины, выввавшей отклонение системы от состояния равновесия, система сама по себе возвращается в первоначальное равновесное состояние. При этом за время, в течение которого устанавливается термодинамическое равновесие (это время называется временем релаксации), в системе будут происходить различные неравновесные, а следовательно, и необратимые процессы, заключающиеся в затухании механических движений, [c.101]

Исследование параметров парогаза проводилось с использованием классического метода, разработанного профессором В.Е. Алемасовым и его сотрудниками. Парогаз в каждый момент времени рассматривается как многокомпонентная гетерогенная термодинамическая система, находящаяся в равновесии. В соответствии со вторым законом термодинамики равновесие системы хгфактеризуется максимумом энтропии относительно термодинамических степеней свободы, к которым относятся концентрации компонентов смеси М, температура Г, давление р. Удельный объем F и внутренняя энергия U при этом остаются независимыми переменными, так как условия равновесия системы относительно окружающей среды могут быть выражены с помощью равенств dV= О, dU - О или V= onst, U= onst. Условия равновесия термодинамической системы задаются любой парой значений термодинамических пгфаметров из шести величин р, V, Т, S, I, U. [c.308]

В состоянии термодршамического равновесия внешнее давление должно уравновешиваться тем давлением, которое сама система оказывает на внешние тела. Если это условие не вьшолнено, объем системы будет, очевидно, либо уменьшаться, либо увеличиваться, в зависимости от того, какое из давлений больше. С точки же зрения термодинамики изменение объема должно быть таким, чтобы приводить к возрастанию энтропии. Потому что установление механического равновесия в системе есть необходимое условие установления равновесия термодинамического. Эти соображения позволяют выяснить, какой должна быть величина равновесного давления системы. [c.80]

Вероятность попадания подсистемы в какое-то микросостояние с энергией б в условиях термодинамического равновесия всей системы можно найти из следующих соображений. Рассмотрим такое макроскопическое состояние системы, в котором интерес)гющая нас подсистема находится в каком-то определенном ликросостоянии с данным значением б, а остальная часть системы —в равновесном макроскопическом состоянии с энергией Е - е, где Е—полная энергия системы. Если не интереожаться аномально болыпими флуктуациями и [c.147]

Знание статсуммы позволяет ответить на любой вопрос, касающийся равнсжесных свойств термодинамической системы. Покажем, например, как можно вычислить среднюю энергию подсистемы в услсжиях термодинамического равновесия. Для макроскопически [c.155]

Книга преследует 11ель познакомить читателя с возможностями современной термодинамики и привить ему навыки самостоятельной работы по термодинамическому моделированию реалынмх систем. Она содержит достаточно подробный анализ понятий и методов термодинамики и примеры ее практического использования. Особое внимание уделяется. современным численным методам расчетов сложных химических и фазовых равновесий. Рассмотрены различные физические воздействия на термодинамические системы с химическими реакциями, такие как внешние силовые поля. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...