ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые определения термодинамики из "Физическая химия" Название термодинамика происходит от двух слов термо — тепло и динамо — сила. Динамика — это наука о движении тел под действием сил, поэтому под термодинамикой часто понимают науку о движении теплоты. [c.9] Исторически термодинамика начала развиваться с изучения тепловых машин. Одной из первых работ в этой области была работа С. Карно О движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу . Это название может пояснить появление термина термодинамика. [c.9] Одним из основных понятий термодинамики является понятие термодинамической системы. [c.9] Различают следующие системы изолированная — система не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией закрытая — система обменивается с окружающей средой только энергией, но не веществом открытая — система обменивается с окружающей средой веществом и энергией. [c.9] Ниже будет показано, что обмен энергией происходит либо в виде теплоты, либо в виде работы если система такова, что обмен энергией между ней и окружающей средой происходит только в виде работы, то такая система называется адиабатической. Очевидно, адиабатическая система является частным случаем закрытой. [c.9] Система характеризуется некоторыми физическими и химическими свойствами давлением, объемом, температурой, энергией, количеством молей вещества и т. д. Эти свойства часто называют параметрами системы. [c.9] Совокупность параметров, принимающих определенное значение, определяет состояние системы. [c.9] Для реального газа уравнением состояния может быть уравнение Ван-дер-Ваальса или др. [c.10] Важнейшей характеристикой термодинамической системы является ее внутренняя энергия. Хотя классическая термодинамика не рассматривает строения вещества на молекулярном уровне и по существу не раскрывает физического смысла внутренней энергии, полезно указать здесь, что под этим понятием прдразумева-ет молекулярная физика. Внутренняя энергия включает в себя все виды энергии частиц внутри системы (энергию ядер, электронов, энергию связей атомов в молекулы, энергию взаимодействия между молекулами, вращательную, поступательную, колебательную и т. д.). Она не включает только кинетическую и потенциальную энергию всей системы как целого. Если включить и эти виды энергии, то получится полная энергия системы. [c.10] Изменение состояния системы, характеризующееся изменением хотя бы одного параметра, называется термодинамическим процессом. [c.10] В термодинамике рассматриваются два основных процесса обмена энергией между системой и средой передача энергии в виде тепла или в виде работы Следует иметь в виду принципиальное отличие этих процессов. Передача энергии в виде теплоты — это передача энергии посредством хаотического, неупорядоченного движения молекул. Передача энергии в виде работы совершается посредством упорядоченного движения. [c.10] В приведенном примере существенно, что внешнее давление равно внутреннему с точностью до бесконечно малой величины. [c.11] Вернемся теперь к вопросу о знаках теплоты и работы, принятых в термодинамике. Если теплота поглощается системой, то она считается положительной. Если теплота выделяется из системы, то она отрицательна. Для работы принята обратная система знаков если работа совершается внешними силами над системой, то она отрицательна совершенная системой работа — положительна. [c.12] Таким образом, в выражении для любого вида работы, кроме работы расширения, стоит знак минус . Так, например, при образовании нескольких капель жидкости из одной капли внешние силы совершают работу поверхностного натяжения по разделению большой капли, равную айа. При этом, очевидно, происходит увеличение поверхности жидкости, так что йа 0. По выбранному правилу знаков эта работа должна быть отрицательной. Поэтому в соответствующем выражении стоит знак минус . Для работы расширения бЛ=рс и знак минус не нужен, так как при совершении работы над системой (сжатие газа) изменение объема с1и 0 и бЛ отрицательна. В физике иногда придерживаются правила, когда теплота и работа имеют одинаковые знаки. Тогда работа поверхностного натяжения запишется 6Л =а т, а работа расширения 6Л = —pdv. [c.12] Вернуться к основной статье