Термодинамика – наука, изучающая наиболее общие законы превращения различных видов энергии в системе. Различают:

  • термодинамику равновесных систем (классическую, равновесную)
  • термодинамику неравновесных систем (линейную и нелинейную).

Под термодинамической системой понимают часть пространства, ограниченную (условно) поверхностью (оболочкой). При этом размеры частиц, составляющих систему (m), должны быть существенно меньше самой системы (М): m < M.

Различают 3 типа систем:

  • Изолированная – не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.
  • Замкнутая (закрытая) – обменивается с окружающей средой только энергией.
  • Открытая – обменивается с окружающей средой энергией и веществом.

Термодинамическая система характеризуется определенными параметрами (функциями), количественные описывают их состояние и подразделяются на:

  • Экстенсивные – зависят от общего количества вещества в системе (масса, объем).
  • Интенсивные – не зависят от общего количества вещества в системе (давление, температура).

Термодинамические процессы – это процессы обмена энергией и веществом или переход энергии из одной формы в другую. Они бывают

  • обратимые термодинамические процессы - переход от начального к конечному состоянию, и наоборот, не требует дополнительных затрат энергии. Энергия переходит из одного вида к другому без потерь. Характеризует идеальные процессы.
  • необратимые термодинамические процессы - переход от конечного состояния к начальному требует дополнительных затрат энергии, так как процессы идут с частичными потерями энергии в виде тепла. Характеризует реальные процессы.

Основная задача термодинамики – однозначное описание изменений в термодинамической системе при её переходе из одного состояния в другое. Различают равновесное и неравновесное состояния термодинамической системы.

Равновесным называется такое состояние системы, когда ее параметры не меняются с течением времени. Интенсивные параметры одинаковы во всех точках системы, т.е. градиенты этих параметров отсутствуют. Параметры системы не меняются с течением времени.

Неравновесным называется такое состояние системы, когда ее параметры меняются с течением времени. Интенсивные параметры различны в разных точках системы, т.е. имеются градиенты этих параметров.

Градиент – изменение параметра в пространстве. Существуют градиенты:

  • температуры – ΔТ/Δх,
  • концентрации – Δс/Δх,
  • давления – Δр/Δх и т.д.

Связи между параметрами системы называют уравнениями состояния. Изменение любого из параметров приводит к изменению состояния системы. Переход системы от одного состояния к другому происходит в результате различных процессов, которые подчиняются законам термодинамики.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх