Характеристики термодинамических систем

СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ [c.315]

Характеристики термодинамических систем [c.167]

Прежде всего уясним, какое математическое отражение находит сформулированный нами на словах принцип аддитивности. Придерживаясь идеологии п, 2, мы полагаем, что рассматриваемые нами макроскопические характеристики термодинамических систем определяются как функции параметров а, , которые фиксируют состояние системы и среди которых есть аддитивные и неаддитивные величины. Из сказанного выше в пп. а) и б) ясно, что величины типа /, имеющие одно и то же значение для всей [c.31]

Поведение аналогичных характеристик различных систем описывается одноименными критическими показателями, хотя по значению они отличаются для разных систем. Так, поведение теплоемкости при постоянной термодинамической силе (теплоемкость жидкости при постоянном давлении Ср, теплоемкость ферромагнетика в постоянном магнитном поле Сн и др.) при Т<Ткр описывается асимптотическим законом [c.176]

Таким образом, вторые производные избыточных термодинамических функций по концентрации не зависят от выбора стандартных состояний компонентов, что позволяет считать их в ряде отношений более объективными, чем коэффициенты активности или избыточные термодинамические функции, характеристиками неидеальных систем. [c.124]

Понятие Т. применяют также для характеристики неравновесных систем (см. Термодинамика неравновесных процессов) путём введения Т., зависящей от координат и времени. В квантовой статистике используют обобщённое понятие Т. Нек-рые квантовые системы могут находиться в возбуждённых состояниях, к-рые формально характеризуются как состояния с отрицат. абс. Т. (см. Отрицательная температура). Это не противоречит термодинамике, т. к. последняя строго определяет Т. лишь равновесных состояний. Состояния же с отриц. абс. Т., рассматриваемые в статистич. физике, термодинамически неравновесны. [c.62]

Таблица 2.18. Характеристика сложных термодинамических систем

В настоящем приложении содержатся некоторые полезные данные о термодинамических характеристиках чистых веществ и их диаграммы, что облегчает решение приводимых в дальнейшем задач. Дополнительные данные и диаграммы, связанные с энтропией, представлены в приложении Д к гл. 12. Гл. 18 посвящена более исчерпывающему рассмотрению термодинамических характеристик простых систем, частным случаем которых являются чи-стые вещества. В самом деле, чистые вещества в том виде, как мы их здесь рассматриваем, представляют собой несколько идеализированное понятие, поскольку с ростом температуры все вещества стремятся к разложению на более простые химические компоненты. Это явление называется диссоциацией, однако здесь мы можем пренебречь таким свойством вещества. [c.98]

В этой главе мы применили основные известные нам термодинамические закономерности к изучению способа построения уравнений состояния простых систем, которые позволили бы затем получить выражения для всех термодинамических характеристик таких систем. В то же время было отмечено, что так называемые чистые вещества представляют собой лишь частный случай простых систем и в действительности являются довольно идеализированным понятием. Стало очевидным, что имеются всего четыре таких уравнения состояния, однако ни одно из них не получается непосредственно из экспериментальных данных. Это связано с тем, что в каждое уравнение явно или неявно входит энтропия, которая не поддается прямому экспериментальному определению. Далее было отмечено, что два из четырех альтернативных характеристических уравнений состояния можно построить, если известны уравнение состояния в переменных р — v — Т и другие данные. Какое при этом будет получено уравнение —f = f v,T) или g = g T,p),— зависит от того, какие две из трех переменных р — v — Т выбраны в качестве независимых в уравнении состояния. [c.332]

Итак, если привести в контакт две равновесные системы при 0j = = 62, то получится тоже равновесная объединенная система. В противном случае (при Gj 62) она окажется неравновесной. Отсюда видно, что физическая характеристика равновесных систем 0 обладает всеми свойствами термодинамической температуры и поэтому должна быть однозначно с ней связана . Такую связь можно установить. Рассматривая термостат как изолированную макросистему, следует [c.49]

В отличие от равновесной термодинамики характеристики неравновесных систем изменяются со временем, а интенсивные параметры (плотность, температура, давление и т. д.) имеют, как правило, разные значения в различных точках системы, т. е. зависят от координат. Основную роль в теории необратимых явлений играют потоки различных физических величин энергии, массы или числа частиц, теплоты, импульса, энтропии, электрического заряда и т. д., которые отсутствуют в равновесных состояниях. Причины возникновения потоков получили формальное название сил. Это могут быть градиенты интенсивных параметров или связанные с ними величины. Обычно предполагается линейная связь между потоками и силами. Коэффициенты пропорциональности, входящие в эти соотношения, называются кинетическими коэффициентами. В общем случае они являются функциями от термодинамических параметров состояния системы. [c.216]

Выберем какую-либо термодинамическую систему (XI ), адиабатически изолированную неподвижными механическими системами от внешнего мира, и придадим ее внешним параметрам раз и навсегда определенные значения. Все возможные для нее в этих условиях равновесия получатся, если давать ее энергии все возможные значения. Каждому значению энергии будет отвечать свое состояние равновесия (поскольку механические параметры фиксированы), причем эти состояния исчерпывают вообще все равновесия, возможные в данных условиях. Тепловые контакты (Х ) с любыми другими системами никаких новых равновесных состояний ( ] ) не создадут, так как по свойству отделимости наша система после отделения, не изменив своего состояния, окажется в одном из описанных выше равновесий. Следовательно, все состояния равновесия нашей системы (Х ) (в характеристику которой мы всегда будем включать заданные раз и навсегда значения механических параметров) образуют множество, зависящее от одного непрерывного параметра энергии, т. е. непрерывное множество одного измерения. Другими словами, все равновесные состояния системы (X ) можно изобразить точками прямой (рис. 4). [c.36]

Для характеристики термодинамической устойчивости электрохимических систем в водных растворах можно использовать диаграмму потенциал — pH (диаграмму электрохимической устойчивости воды). На диаграмме (рис. 3) приведены линии равновесного потенциала водородного (линия 1) и кислородного (линия 2) электродов, рассчитанные по уравнениям (1.5) и (1.6), и отмечены значения стандартных потенциалов некоторых металлов. Металлы, потенциалы которых расположены ниже линии 1, могут корродировать под действием окислителей Н+ (Н3О+) и растворенного О2, так как < и тем более [c.15]

Каковы численные значения и размерности характеристик обобщения систем единиц — первой ( ) и второй (А) в какие первичные термодинамические соотношения входят эти характеристики. [c.107]

Так как рассмотренная в этой главе теория была макроскопической, то это фактически заранее и определило ее основной недостаток конкретизируя термодинамическую систему с помощью уравнений состояния (т. е. по ее макроскопической реакции на внешнее макроскопическое же воздействие разного типа), мы получали возможность рассчитывать любые другие макроскопические характеристики системы. Таким образом, то, что вкладывалось в теорию, и то, что, получалось-в виде [c.143]

Термодинамика изучает превращения энергии при всевозможных макроскопических процессах, происходящих с различными телами (а также полями). Энергия — одна из наиболее общих, универсальных характеристик состояния это будет вполне ясно, если принять во внимание, что энергия есть мера движения материи. Именно поэтому термодинамика, будучи наукой об энергии, представляет собой основу для анализа любого макроскопического процесса (в том числе и состояний равновесия различных термодинамических систем). [c.3]

ЧТО все варианты от а до у и далее совершенно эквивалентны, что соответствующий этим вариантам выбор способа описания системы (который мы делаем по собственному усмотрению) не влияет на ее макроскопические характеристики или какие-либо макроскопические свойства. Этот вопрос, по существу, нами уже обсужден в предыдущем параграфе (см. п. 3), где мы установили принцип термодинамической аддитивности и сформулировали процедуру статистического предельного перехода расхождение в результатах, обусловленное различным устройством границ системы, оказывается в относительном выражении порядка Л/ - / по сравнению с единицей, предельная статистическая процедура же вообще делает их неразличимыми. И это верно не только для стенок предложенных нами условных моделей, но и любых других, включая вполне физические (рис. 12), важно только то, что они выделяют равновесную термодинамическую систему (для неравновесных систем с потоками и т. д. безразличие системы к граничным условиям, естественно, уже не имеет места). [c.38]

Нарушение газодинамических соотношений [698], а также соотношений потенциального движения, вызываемое присутствием дискретной фазы, обусловливает интересные характеристики течений и термодинамические свойства многофазных систем. [c.16]

Состояние равновесия системы, как следует из постулата о равновесии, можно изменить только с помощью внешнего воздействия на нее, т. е. изменяя свойства внешней среды или характеристики граничной поверхности, поскольку от последних зависит, как влияет и влияет ли вообще на систему ее окружение. При этом в силу взаимосвязи всех свойств системы изменение одного свойства внешней среды может в общем случае воздействовать на любую из термодинамических характеристик равновесной системы. Но всегда существует свойство системы, которое должно измениться при определенном контакте с внешней средой. Действительно, для большой системы, включающей в себя рассматриваемую систему и внешнюю среду, справедливы законы сохранения экстенсивных свойств. Изменение такого свойства во внешней среде должно поэтому сопровождаться соответствующими изменениями в системе. Так, увеличение объема внешней среды равняется уменьшению объема системы, поскольку обе эти величины зависят от расположения одной и той же граничной поверхности, изменения количеств компонентов в системе с точностью до знака равняется их изменению в окружении и т. д. [c.21]

Рассмотренные выше примеры касались однородных закрытых систем, и поскольку переменные химического состава в них не использовались, то полученные выводы справедливы либо при равновесных химических превращениях веществ в системе, либо при полном отсутствии таковых. Усложнения, появляющиеся при анализе открытых систем или систем с неравновесным химическим составом, вызваны прежде всего увеличением числа аргументов характеристических функций. Можно и в этом случае попытаться применить рассмотренную последовательность получения термодинамических характеристик, т. е. по-прежнему изучать зависимости Ср(Т), V T, Р) и т. п., но при определенных, фиксированных химических составах. Такой путь был бы, однако, неоправданно трудоемким, если в начале его не ориентироваться на использование уравнений Гиббса—Дюгема. Для применения последних надо знать прежде всего зависимость свойств от состава фазы, и определение этих зависимостей при параметрах 7, Р составляет основную задачу экспериментальной термодинамики растворов. [c.95]

С изменением термодинамических сил, действующих на систему, изменяются различные характеристики фазового перехода первого рода (ФП I рода). Так,, при повыщении температуры и давления в системе жидкость — пар уменьшаются удельная теплота перехода и области метастабильных п неустойчивых состояний (см. рис. 31). Предельным случаем ФП I рода является критический переход. В критическом состоянии спинодаль и бино-даль сливаются в одну точку, удельные объемы фаз становятся одинаковыми, а фазы — тождественными. Критическое состояние определяется тем, что детерминант устойчивости и ИКУ равны нулю Dy = 0, (pP/<3V )t = 0, (<Э7 /55)р = 0. [c.174]

Равновесное состояние термодинамической системы должно определяться совокупностью внешних и внутренних параметров. Если система переходит из одного состояния в другое, то в процессе перехода изменяются как внешние параметры, характеризующие окружающую среду, так и внутренние, характеризующие изучаемую систему. Для характеристики конкретных условий, в которых находится данная система (вещество), или процесса, идущего в системе, необходимо прежде всего знать такие распространенные внутренние параметры, как абсолютное давление, абсолютная температура, удельный объем или плотность. [c.12]

Вия внешнего воздействия на систему, уменьшив давление окружающей среды до значения ре, как равновесие в системе нарушается и она самопроизвольно устремляется к новому состоянию равновесия, определяемому точкой е. При этом ситуация в термодинамической системе коренным образом меняется иным становится не только давление, но и ряд других термодинамических параметров, вещество из жидкого превращается в газообразное. Важно располагать расчетными методами, позволяющими определить характеристики системы в том или ином состоянии равновесия важно уметь предсказывать возможное состояние равновесия при том или ином воздействии на систему. Для этого необходимо уметь правильно формулировать условия термодинамического равновесия в математической форме. Проблема эта выходит за рамки изучения фазовых переходов, она связана также с возможностью получения максимальной полезной работы от стремящейся к равновесию системы, с анализом хода химических реакций и вообще является одной из важнейших проблем термодинамики. [c.111]

Статистическая термодинамика дает возможность определить значение термодинамических параметров любой системы с использова-ннем статистических методов. Как уже отмечалось, одной из важнейших характеристик термодинамических систем является статистическая сум щ.х значения которой определяются исключительно молекулярными свойствами системы, а именно возможными энергетическими состояниями, температурой Т и давлением р. Это дает основание использовать статистическую сумму для определения значения любого термодинамического параметра. [c.432]

Из физико-химических принципов упрочнения для тугоплавких металлов наиболее важными оказываются твердорастворное упрочнение металлической основы и повышение ее прочности дисперсными частицами. Твердорастворному упрочнению ОЦК металлов в области высоких температур способствует легирование более тугоплавкими металлами, повышающими температуру плавления и электронную концентрацию сплава. Наиболее эф )ективным оказалось дисперсное упрочнение тугоплавких металлов высокопрочными карбидами, нитридами, оксидами, боридами металлов IV—V групп, обладающих наивысшими характеристиками термодинамической стабильности и прочности. Рациональной основой для разработки жаропрочных сплавов могут служить тройные системы металл V, VI групп — металл IV группы—элемент внедрения, где металл V—VI групп представляют основной компонент, а тугоплавкое соединение MeivX — упрочняющую фазу, образующую с ним квази-бинарную эвтектическую систему. Переменная растворимость соединения в матрице позволяет реализовать путем термической обработки дисперсионное упрочнение деформируемых сплавов, а при [c.4]

Не меньший интерес представляют системы магний—свинец и магний — олово, которые в твердом состоянии имеют соединения МдгРЬ и М гЗгл Эти соединения, как и соединения магния с висмутом и сурьмой, образуются по правилу валентности, имеют решетку типа аитифлюорита. Термодинамические характеристики этих систем сплавов позволяют утверждать, что и в этом случае сохраняется их подобие в твердом и жидком состоянии, что убеждает также в близости структуры в твердом н жидком состоянии в ближнем порядке. В частности, активность в этих сплавах имеет перегиб при концентрации 0,6 ат. долей магния, что указывает на перестройку структуры в жидком сплаве, подобную переходу от одной эвтектики к другой в твердом состоянии. Это еще раз подчеркивает существование упорядочения в жидком сплаве. [c.127]

Это сюйство позволяет установить общую для всех находящихся в равновесии друг с другом систем характеристику, не зависящую от места п способа ее измерения — температуру (величина же ее Может быть опрейелена с помощью измерения какого-либо неспецифическо о для термодинамических систем механического параметра системы А, которая на чинает при ЭТОМ ипЗать роль термометра, см. более подробно т. 1, с. 22-24 ), .. [c.15]

Так как рассмотренная в этой главе теория была макроскопической, то это фактически заранее и определило ее основной недостаток конкретизируя термодинамическую систему с помощью уравнений состояния (т. е. по ее макроскопической реакции на внешнее макроскопическое же воздействие разного типа), мы получали возможность рассчитывать любые другие макроскопические характеристики системы. Таким образом, то, что вкладывалось в теорию, и то, что получалось в виде результата, оказывалось по качеству совершенно однородным, а весь аппарат феноменологической термодинамики как бы служил установлению всех возможных связей между различными термодинамическими свойствами рассматриваемой системы (заметим в оправдание, что каждая такая связь, подтверждаемая, как правило, экспериментальными исследованиями, каждый раз подтверждала и правомерность и непогрешимость всего термодинамического подхода в целом). Чтобы выйти из этого замкнутого круга макроско- [c.158]

Отсутствие времени в термодинамических соотношениях не означает, однако, что при их выводе не используются никакие сведения о кинетике процессов. Достаточно обратить внимание на физический смысл начальных определений, таких как изолированная система, тепловой контакт, открытая система и другие, чтобы убедиться в наличии общих кинетических условий в любой термодинамической задаче. Например, понятие изолированности означает пренебрежимо малую скорость релаксационного процесса в большой системе, включающей в себя рассматриваемую изолированную систему и внешнюю среду. Последняя же, чтобы выполнять роль резервуара неограниченной емкости с постоянными характеристиками на всбй граничной поверхности, должна, наоборот, обладать бесконечно большими скоростями релаксации по всем переменны . Смысл кинетиче- [c.33]

Номограмма мерностей - номограмма, состоящая из грех шкап - мерности энергии, мерности формы и лежащей между ними шкалы мерности субстанции. На Н.м. в виде прямой можко отразить состояние любого объекта, задав любые две характеристики мерности. На Н.м. можно также отобразить процесс изменения термодинамических и физико-химических характеристик о ьекта в виде начального и конечного положения прямых состояния. Динамика изменения мерностей задается системой дифференциальных уравнений. Различные критические переходы имеют на Н.м. характерный вид, поэтому, решив систему дифференциальных уравнений, по отображению на [c.366]

Лабильные состояния — неустойчивые состояния систем, которые ввиду медлен1юсти протекающих процессов в течение коротких шггервалов наблюдеюгя не обнаруживают существенных изменений термодинамических характеристик. [c.204]

Рассмотрим находящуюся в термодинамическом равновесии систему, состоящую из нескольких различных веществ. Допустим, что в системе не протекают химические реакции, и на нее не действуют внешние силы. Будем характеризовать систему температурой, давлением и количествами частиц независимых компонентов. В состоянии равновесия система может быть либо однофазной, либо неоднофазной. В последнем случае в системе возникают границы раздела между различными фазами, обладающими разными характеристиками (структурой, физическими свойствами и т. п.). При этом области, принадлежащие к одной и той же фазе,, совсем не обязательно должны составлять единое целое, они могут быть разделены в пространстве областями других фаз. Рас- смотрим сначала однофазную систему. Введем вместо количества Nj частиц каждого компонента относительные концентрации атомов j каждого компонента [c.254]

От ранее изданных учебников книгу отличает введение новых глав, связанных с новыми задачами курса теплотехники. В учебнике впервые приводится глава Печи химической промьцуленности , материал по тепло- и парогенераторам, работающим на высокотемпературных теплоносителях, описаны теплоутилизационные установки, в том числе котлы-утилизаторы, даны характеристика и пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах, уделено большое внимание эксергетическому методу термодинамического анализа энергохимико-технологических систем и их элементов. В книге приведены таблицы и графики для решения отдельных задач. [c.3]

Термодинамические параметры подразделяются на внешние (т. е. описывающие внещние воздействия на систему и являющиеся характеристиками внешних по отношению к рассматриваемой системе тел) и внутреинне (описывающие внутреннее состояние системы при заданных внешних параметрах). [c.10]

Используя законы сохранения энергии и вещества и уравнения переноса (10.4) и (10.6), можно получить полную систему дифференциальных уравнений молярномолекулярного тепломассопереноса, описывающих процессы переноса, например, при сущке. В тех случаях, когда коэффициенты и термодинамические характеристики могут быть приняты постоянными, молярный перенос отсутствует, система уравнений упрощается и получает вид [c.360]

Систематизированы точные и приближенные методы расчета термодинамических характеристик реакций и свойств одно- и многокомпонентных систем. Основное внимание уделено определению характеристик индивидуальных неорганических веществ при отсутствии соответствующих справочных данных. Рассмотрены методы приближенного расчета стандартных энтропий, теплоемкости твердых, жидких и газообразных соединений, температур и теплот фазовых превращений. Изложена термодинамика фаз переменного состава и ннтерметаллических соединений. Приведены расчеты термодинамических параметров с использованием данных об активности металлических фаз при различном числе компонентов в фазах. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...