Термодинамическая система. Термодинамические состояние и процесс

Термодинамической системой называется совокупность макроскопических тел, которые могут обмениваться энергией как друг с другом, так и с внешней средой.

Термодинамические параметры – это физические величины, характеризующие термодинамическое состояние системы.

Основные термодинамические параметры:

1). Объём

Объём V(м³) – очевидный параметр.

Иногда используют понятие «удельный объем» тела – величина, равная отношению объёма к его массе: = , . Величина, обратная удельному объёму называется плотностью тела: = , .

2). Давление

Давлением Р – называется скалярная величина, равная, отношению нормально направленной силы F_n к площади поверхности S, на которую действует эта сила: P = , Па.

В МКТ давление – это усреднённая сила удара молекул о стенки сосуда.

3). Температура

Температура характеризует степень нагретости тел, является мерой интенсивности теплового движения молекул (атомов) тела.

В СИ термодинамическая (абсолютная) температура Т измеряется в Кельвинах: Т =(t⁰C + 273,15), К.

Абсолютный нуль температур Т = 0 К на практике не достижим.

Во всех частях термодинамической системы, находящейся в равновесии, температура одинакова.

Другие термодинамические параметры: плотность, теплоёмкость, удельное электросопротивление и др.

Два состояния системы считаются разными, если для них неодинаковы значения хотя бы одного из термодинамических параметров.

Равновесное состояние (состояние термодинамического равновесия) – состояние системы, при котором все её параметры остаются неизменными при неизменных внешних параметрах сколь угодно долго.

Если какой-то параметр системы изменяет своё значение, то состояние будет неравновесным.

Понятие «равновесное состояние» - идеализация.

Термодинамическим процессом называется процесс изменения состояния термодинамической системы.

Всякий термодинамический процесс связан с нарушением равновесия системы. Однако, если этот процесс протекает бесконечно медленно, то такой процесс можно считать практически равновесным (квазистатическим).

Все реальные процессы неравновесные, т.к. протекают с конечной скоростью.

Виды термодинамических процессов

Изопроцессы – это термодинамические процессы, происходящие в системе с постоянной массой (m = const) при каком-либо постоянном параметре:

· T = const – изотермический;

· V = const – изохорический (изохорный);

· P = const – изобарический (изобарный).

Адиабатический (адиабатный) процесс – процесс, который происходит в термодинамической системе без теплообмена с внешними телами ( .

Адиабатный процесс – идеализация, их реально не существует. Однако многие быстро протекающие процессы можно считать практически адиабатными, т.к. за время такого процесса существенный теплообмен с внешней средой произойти не успевает.