Параметр макроскопический внутренний

И те же три параметра —объем, внутренняя энергия и число частиц определяют набор возможных микросостояний многих других макроскопических объектов. Опираясь на этот факт, можно уже доказать больцмановский тезис о том, что однородному макроскопическому состоянию соответствует максимальное число микросостояний [c.18]

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]

Рассмотрим какую-либо систему, состоящую из одинаковых молекул, число которых N предполагается достаточно большим. Одно и то же состояние всей молекулярной системы в целом (т. е. макроскопическое состояние системы, определяемое заданием двух независимых термодинамических параметров, например внутренней энергии системы 11 и температуры 1) может осуществляться при различном распределении энергии между отдельными молекулами или, как говорят, при различных микросостояниях системы. [c.83]

Уравнения Эйлера содержат в себе уравнения импульсов и энергии, и в зависимости от смысла параметров уравнения Эйлера могут содержать в себе уравнения Максвелла, уравнения химической кинетики, различные другие виды уравнений для искомых параметров — характеристик внутренних степеней свободы. Можно показать [2], что все существующие макроскопические модели сплошных сред, в том числе и модели пластических сред, можно получить из базисного уравнения (9). [c.478]

Перейдем теперь к рассмотрению макроскопических внутренних параметров. Для определенности рассмотрим степень развития химической реакции ), которая термодинамически определяется при помощи соотношения [c.62]

Теория Эйнштейна в форме, приведенной в 4, в, также основана на теории ансамблей. Основная концепция макроскопических внутренних параметров непротиворечива, если они относятся ко всей системе в целом (см. 2, б). Как известно, при рассмотрении доступности для всей системы областей фазового пространства удобнее всего пользоваться этими параметрами. Гораздо труднее ответить на вопрос о том, в какой мере та же идея применима к локальным величинам. Существование этих величин постулируется заранее, что и определяет феноменологический характер подхода к проблеме. Полное обоснование можно дать только на основе последовательной молекулярной теории. [c.90]

Если рассматриваются только механические н тепловые явления в среде под действием сил и потоков тепла, то никаких других кроме макроскопических внутренних (Г) и внешних e,j параметров частицы не дано, т. е. Т, гц образуют полную систему параметров-, они называются параметрами состояния только в том случае, если и S являются их функциями, а не функционалами более общего вида. [c.125]

Первое слагаемое представляет обычную обратимую работу сжатия материала фазы, а второе — диссипируемую энергию в г-й фазе из-за внутренних вязких сил, проявляющихся как за счет градиентов в поле скоростей Г , так и за счет взаимодействия с другой фазой. Так как непосредственное определение истинного тензора скоростей деформации в рассматриваемом случае является затруднительным, следует попытаться описать диссипируемую энергию в фазе с помощью используемых средних макроскопических параметров и воспользоваться некоторыми допущениями, вытекающими из анализа движения включений в несущем потоке среды и анализа уравнения баланса внутренней энергии фазы [c.37]

Таким образом, чтобы задать макроскопическое состояние, нужно зафиксировать значения относящихся к системе макроскопических параметров. Существенно, что при этом нет нужды заботиться о задании всех мыслимых макроскопических величин. Оказывается, достаточно зафиксировать только часть из них, сколько именно — зависит от того, что за состояние мы хотим задать. А остальные тогда сами примут значения, характерные для этого состояния. Если мы зададим, например, объем, число частиц и температуру газа, все остальные его характеристики давление, внутренняя энергия, теплоемкость и т.д. рано или поздно примут вполне определенные значения. [c.10]

Таким образом, во всех рассмотренных случаях температура определяется средней энергией теплового движения, приходящейся на одну частицу. Но чаще температура выступает как один из макроскопических параметров, задаваемых извне. Поэтому можно сказать наоборот, что она определяет среднюю энергию теплового движения частиц. В этой связи температуру можно использовать вместо внутренней энергии в качестве одного из макроскопических параметров, описывающих равновесное состояние тел. В частности, энтропию можно выразить через температуру, число частиц и объем. [c.76]

Мы видели, что равновесное состояние однородных тел определяется заданием трех макроскопических параметров. Например, числом частиц, объемом и внутренней энергией, или числом частиц, объемом и температурой, или какой-нибудь другой их тройкой из-за наличия функциональных связей между различными макроскопическими величинами одни из них можно выражать через другие. Если же ограничиться рассмотрением систем с постоянным числом частиц, то их равновесные состояния будут вполне определяться только парой макроскопических параметров. Поэтому для таких систем равновесные состояния удобно изображать точками плоскости, откладывая по декартовым осям значения соответствующих величин. При этом квазистатические процессы будут изображаться линиями, представляющими геометрическое место точек, через которые проходит система. [c.104]

V тела. Поэтому в термодинамике внутренняя энергия U тела определяется как функция его макроскопических параметров, например температуры Т и его объема V [c.94]

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]

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, поляризация, намагничивание и т. д. Макроскопические параметры разделяются на внешние и внутренние. [c.13]

Параметры состояния, описывающие поведение макроскопической системы, могут быть подразделены на внешние и внутренние. [c.12]

Классическая термодинамика оперирует с макроскопическими свойствами вещества (температура, давление, концентрация, внутренняя энергия, энтропия и т. д.) и не использует, вообще говоря, молекулярных представлений о веществе. Задача нахождения взаимосвязи между макроскопическими термодинамическими параметрами систем и свойствами составляющих их частиц (молекул, атомов, ионов), характером межчастичных взаимодействий составляет предмет статистической механики. Рассмотрение основ статистической механики выходит за рамки этой книги, и мы ограничимся лишь перечислением ряда ее заключений, необходимых для последующего изложения. [c.144]

Работа внутренних сил. Работа внутренних сил каждой фазы обычно разделяется на обратимую работу внутренних сил давления на сжатие или расширение материала фазы и на работу внутренних сдвиговых сил, в случае вязкой жидкости, приводящую к диссипации кинетической энергии. Определим эти работы через уже введенные средние макроскопические параметры для фазы из недеформируемого вещества или фазы, в которой сдви- [c.31]

Непрерывное течение газа рассматривается в термодинамике как внутренне равновесный пр оцесс, при котором каждая из макроскопических частей движущегося газа находится в термодинамическом равновесии и имеет вполне определенные значения параметров состояния, непрерывным образом изменяющиеся во времени и пространстве. [c.257]

Возьмем два тела разной температуры и приведем их в соприкосновение друг с другом. Опыт показывает, что от тела с более высокой температурой будет передаваться некоторое количество тепла (энергии) теплопроводностью к телу, которое имеет более низкую температуру. При этом одно тело будет охлаждаться (отдавая энергию), а другое нагреваться (получая энергию). По истечении определенного промежутка времени между этими телами установится равновесие, т. е. прекратится обмен энергией. Из определения количества тепла следует, что имеет смысл говорить только о количестве переданного тепла (энергии) от одной системы к другой, но не имеет смысла говорить, что система содержит такое-то количество теплоты. Тело или система содержит только внутреннюю энергию, которая является функцией состояния системы, т. е. определяется независимыми макроскопическими параметрами системы. [c.12]

Возьмем термодинамическую систему, которая характеризуется макроскопическими параметрами P,V и т. Уравнение состояния этой системы— Р = Р (х, V), а внутренняя энергия системы и = и г, I/). Подставляя [c.27]

До сих пор основное внимание было направлено преимущественно на случаи однородного, т. е. поступательного движения жидкости относительно частиц. В данной главе будут рассмотрены явления, вызванные движением жидкости относительно взвешенных в ней твердых частиц, имеющим характер сдвигового течения. Будем считать, что суспензию частиц в жидкости можно в некотором смысле рассматривать как сплошную среду. Эта точка зрения, по-видимому, разумна, когда размеры частиц очень малы по сравнению с размерами сосуда, содержащего суспензию. Таким образом, среди прочих свойств попытаемся определить кажущуюся вязкость такой суспензии. Задачи, связанные с вязкостью суспензий, важны не только в случае, когда суспензия состоит из макроскопических частиц, как это имеет место во многих промышленных процессах, связанных с сепарацией или с химическими реакциями, но также и тогда, когда частицы настолько малы, что их размер приближается к молекулярным размерам взвешивающей жидкой среды (коллоидные частицы). Вязкость суспензии, так же как и скорость осаждения, характеризуется теми же основными параметрами, а именно а) природой жидкости б) природой взвешенных частиц в) концентрацией взвешенных частиц г) движением частиц и жидкости, причем главной отличительной чертой является сдвиговой характер последнего. Ввиду малого размера частиц, участвующих в задачах определения вязкости, могут стать важными и другие свойства, такие, как внутренняя гибкость и деформируемость. [c.498]

Не все макроскопические параметры системы независимы. Говорят, что f есть число степеней свободы макроскопической системы, если она описывается / независимыми параметрами. Среди разнообразных связей между характеристиками системы важное место занимают уравнения состояния. Так называется любая зависимость равновесного внутреннего параметра от внешних параметров и температуры. Различают термические уравнения состояния, если задана обобщенная сила А как функция от X и Т, и калорическое уравнение состояния, если внутренним параметром является энергия. [c.89]

Уже говорилось, что в статистической физике макроскопические величины рассматриваются как средние по внутреннему микроскопическому движению. Каноническое распределение описывает системы с постоянной температурой и внешними параметрами. Для таких объектов справедливо правило все внутренние термодинамические параметры системы являются средними значениями соответствующих физических величин по ансамблю с каноническим распределением вероятностей. [c.98]

С помощью соотношений (14.12) и (14.13) и соответствующих формул термодинамики любой внутренний параметр выражается через статистическую сумму и ее производные. Точное или хотя бы приближенное нахождение суммы по состояниям есть основной этап статистического исследования макроскопической системы. К сожалению, в настоящее время математические расчеты могут быть проведены до конца только для небольшого числа достаточно простых физических систем. В 16 и 18 эта работа будет выполнена для идеального и неидеального газов. [c.103]

Мартенситное превращение всегда связано со значительными деформациями и, как правило, осуществляется в неоднородной многофазной системе, обладающей различными дефектами структуры. Поэтому в ходе превращения возникают упругие дальнодействующие поля, существенно влияющие на его термодинамику. Для их учета к химической составляющей термодинамического потенциала использованной в предыдущем подразделе, следует добавить обусловленную дальнодействующими полями нехимическую добавку в полный термодинамический потенциал <р = (Ро + <Р [151]. Это позволяет получить замкнутое описание неоднородного мартенситного состояния на основе макроскопического приближения, ограничивающегося представлением структуры с помощью единственного внутреннего параметра р. В результате средний термодинамический потенциал 1р = ЩТ, Р, р, е ) можно представить тем же равенством (2.78), что и в отсутствие упругого поля, [c.183]

Для выяснения их природы рассмотрим изменение вида зависимости д (р) при понижении температуры. С этой целью вместо единственного внутреннего параметра р следует ввести их набор Макроскопическое приближение отвечает переходу от полной зависимости, р ) к эффективному представлению g p). Оно достигается проектированием особенностей этой зависимости в п-мерном пространстве на ось Рх = Р (строго говоря, при этом параметр р приобретает смысл не истинной доли мартенсита, а ее эффективного значения). Откладывая дальнейшее выяснение деталей такого перехода до п. 7.3, остановимся на изменениях, к которым он приводит в макроскопическом представлении. [c.187]

Первое требование можно уточнить. Для макроскопической системы важнее не то, что она состоит из большого числа атомов, а то, что ее внутренние движения необычайно сложны. Эта сложность связана с тем, что каждое микросостояние большой системы определяется значениями огромного числа переменных (параметров), поэтому многообразие микросостояний большой системы имеет огромное число измерений. Микросостояния большой системы чрезвычайно разнообразны, и когда такая система движется (т. е. меняется), ее микросостояния сменяют друг друга очень сложным и запутанным образом. Именно эта сложность внутренних движений и характерна для макроскопических систем, которые можно также называть сложными. [c.7]

Вся термодинамика исследует по существу только свойства макроскопических тел в равновесии. Однако область ее применения не так узка, как могло бы показаться. Поскольку, вероятно, всякое равновесие всегда неполное, а любую систему можно задержать в произвольный момент самого бурного процесса, неполные равновесия не являются исключительными среди всевозможных макросостояний сложных физических систем. И все-таки неполное равновесие коренным образом отличается от неравновесных состояний, на которые оно макроскопически может быть очень похоже. Когда на систему накладываются связи, фиксирующие ее внутренние параметры, она останавливается переходит при этих фиксированных параметрах в равновесие и ее кинетика погашается. До сих пор очень мало известно об этом процессе, так как в земных условиях весьма редко приходится иметь дело с действительно быстрыми изменениями. [c.31]

Термодинамически равновесным состоянием системы называется такое состояние, в котором все характеристики внутреннего состояния замкнутой системы при сохранении внешних условий могут сколь угодно долго сохранять свои значения. В условиях термодинамического равновесия состояние жидкости (газа) можно определить с помощью нескольких макроскопических параметров (таких, например, как плотность, скорость, температура), [c.5]

Преимущество модели среды с внутренними параметрами состояния заключается прежде всего в том, что она дает возможность связать макроскопическое поведение сплошной среды с процессами, протекающими на микроуровне. Среды с внутренними параметрами состояния можно рассматривать как частный случай сред с памятью, поскольку они приводят к сходным интегральным зависимостям. [c.84]

Равновесным процессом изменения состояния тела называется непрерывная последовательность равновесных его состояний, получаемая непрерывным изменением макроскопических внешних и внутренних параметров 0 при этом, конечно, сам вид функций Я(р, д, д), /(Я, 0), Я( 1, 0) не изменяется, т, е. их изменения за счет приращений р-г, 0х выражаются полными дифференциалами [c.38]

Используя определение (4.16) и формулы (3.8), (3.10) и (3.16), выражающие зависимость равновесной энтропии от числа частиц, объема и внутренней энергии, можно выразить через другие макроскопические параметры равновесное давление тех простейших объектов, которые мы постоянно испачьзуем для иллюстрации общих свшств термодинамических систем. В качестве этих макроскопических [c.82]

Вводные замечания. Течение жидкости рассматривается в термодинамике как внутренне равновесный процесс, при котором каждая из макроскопических частей движущейся жидкости находится в термодинамическом равновесии и имеет вполне определенные значения параметров состояния, изменяющихся во времени и проетранстве. Другими еловами, предполагается, что текущая жидкость находится в локальном термодинамическом равновесии. [c.287]

Гигроскопичность диэлектриков зависит от их структуры и состава. Неполярные органические диэлектрики, например парафин, полиэтилен, полипропилен, обладают очень малой гигроскопичностью, почти не поглощают влаги из возду а и даже при длительном пребывании во влажной среде сохраняют хорошие диэлектрические свойства. Полярные диэлектрики обладают обычно большей гигроскопичностью, причем закрепление полярных молекул воды около полярных групп молекул диэлектрика замедляет поглощение влаги и равновесное состояние (предельное влагопоглоще-ние) наступает в них за большее время, чем у неполярных. Некоторые вещества, поглощая влагу, образуют с ней твердый коллоидный раствор — набухают. У таких диэлектриков (например, целлюлозные материалы) влагопоглощение может быть очень большим и вызывать сильное ухудшение электрических параметров. Наличие в диэлектриках водорастворимых составных частей и солей повышает их гигроскопичность. Многие неорганические диэлектрики, обладающие плотной структурой, например стекло, непористая керамика, практически не обнаруживают объемного поглощения воды. Проникновение влаги в диэлектрик может происходить через имеющиеся в нем поры. По своему характеру пористость может быть открытой в виде каверн на поверхности закрытой — в виде внутренних воздушных пустот, не сообщающихся с окружающей средой сквозной — в виде каналов, пронизывающих диэлектрик насквозь. Наибольшее влияние на электрические параметры оказывает влага, попадающая в сквозные поры. Конденсируясь на их стенках, вода образует сплошные пленки повышенной проводимости. Имеют значение и размеры пор, которые могут быть разными от макроскопических до суб-микроскопических размером (5—10)-10 см. [c.110]

В условиях внутреннего равновесия, а следовательно, и при квазистатических изменениях состояния влажный пар, как термодинамическое тело, представляет собой систему с двумя независимыми параметрами Т и о или р и V (V — удельный объем нарожидкостной смеси). Макроскопические свойства таких систем описываются общими дифференциальными соотношениями термодинамики. Эти соотношения, вытекающие из двух основных законов, не будучи связаны с особенностями строения частного вещества, распространяются на любые тела, в любом их состоянии, в том числе и на парожидкостную среду. [c.8]

Макроскопическое состояние системы, или макросостояние, определяется термодинамическими параметрами системы давлением, температурой, удельным объемом, внутренней энергией и т. д. Так как для определения всех параметров системы, состоящей из чистого вещества, в принципе достаточно знать любые два из них, то макросостояние системы полностью определяется любыми двумя термодинамическими параметрами, например V ж и. Следовательно, говоря выше отермодипамическом состоянии системы или просто о состоянии системы, мы имели в виду как раз макросостояние. [c.94]

В настоящее время предпринимаются попытки охарактеризовать субкритический рост трещин через критические значения параметров, которые можно связать с рабочими напряжениями. Во многих случаях порог, ниже которого субкритического роста трещины не происходит (АЯ порог, Kis )> настолько мал, что уровень нагрузок, не вызывающих роста трещины, может оказаться существенно ниже рабочих. Уровень минимальных напряжений, конечно, сильно зависит от размеров существующих в структуре дефектов, поэтому следует еще раз подчеркнуть необходимость проектирования конструкций и узлов без макроскопических концентраторов напряжений, а также использования таких методов и материалов обработки, которые сводят к минимуму размеры внутренних дефектов. Необходимо точно измерять размеры всех существующих дефектов неразрушающими методами. Если в процессе работы конструкции допускается рост трещин, то необходим периодический неразрушающий контроль, обеспечивающий возможность измерения роста дефектов, происшедшего в процессе эксплуатации. [c.250]

Непосредственное измерение температуры невозможно, так как она характеризует состояние термодинамического равновесия макроскопической системы, является мерой теплового движения, и для ее измерения нельзя ввести эталон, как в случае аддитивных величин (длины, массы, времени). Возможность определения температуры основана на том, что при изменении температуры изменяются внутренние параметры системы, и измерение какого-либо из этих параметров позволяет нс1ходить температуру с помощью уравнения состояния системы [1.5]. Единицы измерений (градусы) и способы их стандартизации выбираются путем соглашения между экспертами. Единица измерения термодинамической температуры (кельвин) определяется как 1/273,16 температуры, соответствующей тройной точке воды. Направление температурной шкалы также выбрано условно считается, что при сообщении телу энергии при постоянных внешних параметрах его температура повышается [1.6]. [c.8]

Здесь мартенситное превращение рассматривается как фазовый переход первого рода [172], в результате которого образуется макроскопи- чески однородная, монокристаллическая, однодоменная и неискаженная фаза. При этом состояние системы характеризуется удельным термодинамическим потенциалом <Ра = <р (Т,Р ), являющимся функцией температуры Т, давления Р (в общем случае вместо Р следует использовать тензор напряжений и внутреннего параметра — собственной деформации мартенситного превращения е [172], Если величины Т,Р представляют независимые параметры состояния, то равновесное значение Со = о( параметра мартенситного превращения фиксируется условием равновесия д<р /д р = О, причем для его устойчивости требуется д щ/де ,р > О [17]. Данный подход позволяет представить характерную черту мартенситного превращения — сосуществование фаз. В этом случае неоднородность системы, характеризуемая координатной зависимостью определяется средним по объему кристалла е(,(г)р, которое, очевидно, сводится к объемной доле мартенситной фазы р. В макроскопическом приближении средний термодинамический потенциал неоднородной системы = <Ра(Т, Р, (,(г)) имеет вид [c.182]

В дальнейшем мы будем называть макроскопические величины, характеризующие состояние системы в целом, т ермодинамическими параметрами. Они называются также внутренними параметрами в отличие от внешних параметров, под которыми разумеют величины, определяющие положение внешних тел, с которыми может взаимодействовать система. [c.10]

Новый способ термодинамического описания малых объектов предложил Хилл [36]. Исходные макроскопические уравнения термодинамики применяются к ансамблю из п независимых, эквивалентных по природе, но, вообще говоря, различных малых систем. Их различие обусловлено флуктуациями свободных параметров, таких как число частиц в системе, объем, энергия (при постоянстве Т, р, р,). Может меняться и число систем ансамбля. Каждая система включает в себя пузырек (капельку) вместе с окружающей его фазой. Поверхностное натяжение не вводится в рассмотрение. Приращение внутренней энергии ансамбля содержит член, обусловленный изменением п. В теории делается переход к уравнению для отдельного пузырька, определяется работа его образования. Трудность состоит в установлении связи между теорией и экспериментом. Для конкретных приложений метода Хилла требуется привлечение модельных представлений [36, 37], [c.24]

В данной книге предпринята попытка по с л е д овате льного изложения основ термомеханики и путей построения математических моделей процессов в конструкционных материалах и технических устройствах. При написании книги использован материал курсов, которые читают авторы в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана. Основной особенностью изложенного в книге подхода является введение в математиче ские модели рассматриваемых сред внутренних параметров состояния. Это позволяет связать макроскопическое поведение сплошной среды с процессами, протекающими на микроуровне, и расширяет возможности построения адекватных математических моделей достаточно сложных и существенно не стационарных термомеханических процессов. При таком подходе наряду с законами сохранения массы, количества движения и энергии используются соотношения термодинамики необратимых процессов, которые устанавливают структуру уравнений, включающих внутренние параметры состояния среды и скорости их изменения во времени. [c.5]

Сложность внутренней структуры деформируемого материала обусловливает статистический подход к описанию пластичности в терминах теории дислокаций. Как правило, используется простейшая статистическая трактовка, в которой рассматриваются средние значения параметров. Более сложные приближения с введением функций распределения и их моментов [13] для описания макроскопической деформации, повидимому, малооправданны ввиду недостатка экспериментальных данных. Многофакторность явления делает практически нецелесообразным стремление к получению достаточно точного количественного описания из первых принципов макроскопической пластической деформации реальных материалов в широком диапазоне условий нагружения. Этой цели более соответствуют упрощенные модели явления, содержащие свободные эмпирические параметры. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...