Термодинамические системы

Термодинамическими системами называют физические системы, находящиеся в особом, так называемом равно­весном, состоянии. Оно характеризуется тем, что при отсут­ствии внешних воздействий система самопроизвольно при­ходит в это состояние и находится в нем неопределенно долго. Для описания такой системы достаточно небольшого числа макропараметров (давление, температура, объем, концентрация и т. п.).

Разделим всю вселенную на две части. Одну из них, которую мы изучаем, назовем системой, а оставшуюся часть — средой. Поверхность, отделяющую систему от сре­ды, назовем стенкой. Обычно рассматривают три типа стенок.

1. Воображаемая стенка, через которую могут проходить потоки как энергии, так и частиц, при этом система нахо­дится в тепловом и материальном контакте со средой. Та­кие системы называются откры­тыми.

2. Адиабатическая стенка, сквозь которую не допускается проход потоков энергии и материальных частиц. Система называется за­крытой, что, однако, не означает ее полную изолированность от среды. Адиабатическая стенка или ее часть может быть подвиж­ной. (Типичный пример такой стенки — поршень, запирающий газ в сосуде.)

3. Теплопроводящая стенка, явля­ющаяся промежуточным случаем между первыми двумя. Система закрытая, но стенка исключает только перенос материальных ча­стиц — механический и тепловой контакты возможны.

«Термодинамический взгляд» на изучаемую систему

Черный ящик содержит в себе закрытую систему, а его стенки, скорее всего, теплопроводящие. Если стенки ящика плохо про­пускают теплоту, то их лучше описывать как ади­абатические. Если с ящи­ка снять крышку и допус­тить, что его содержимое перемешивается со сре­дой, то система будет от­крытой. Материал с сайта http://worldof.school

Исходя из общей идеологии термодинамики — не занимать­ся деталями внутреннего строения системы, перейдем к ее описанию. Система всегда обладает некоторыми физиче­скими свойствами, т. е. находится в некотором физическом состоянии. А состояние в термодинамике задается с помощью макроскопических величин — так называемых параметров состояния. В этом качестве могут выступать объем, давление, температура, концентрация хи­мических компонентов, а также специфические термодина­мические характеристики, не имеющие простых механиче­ских аналогий.

Термодинамической называется система, предоставленная самой себе при фиксированных внешних ус­ловиях, стремящаяся с течением времени перейти в особое состояние — состояние термодинамического равновесия.

На этой странице материал по темам:

• Механика кратко