Термодинамическая система. Термодинамическое равновесие.
В любом явлении природы участвует множество различных тел, так или иначе связанных между собой. При термодинамическом изучении какого-либо явления в качестве объекта исследования выделяется группа тел или единичное тело, или даже отдельные его части. Объект изучения называется термодинамической системой, а все, что лежит вне его границ, окружающей средой. Термодинамической системой называется совокупность макроскопических тел, обменивающихся энергией как друг с другом, так и с окружающей (внешней) средой.
Простейшим примером термодинамической системы (тела) может служить газ, находящийся в цилиндре с поршнем. К окружающей среде следует отнести цилиндр и поршень, воздух, который окружает их, стены помещения, где находится цилиндр с поршнем, и т. д.
Если термодинамическая система не имеет никаких взаимодействий с окружающей средой, то, ее называют изолированной, или замкнутой системой,
Система, окруженная так называемой адиабатной оболочкой, исключающей теплообмен с окружающей средой, называется теплоизолированной, или адиабатной, системой. Примером теплоизолированной системы является рабочее тело, находящееся в сосуде, стенки которого покрыты идеальной тепловой изоляцией, исключающей теплообмен между рабочим телом и окружающей средой.
Система, имеющая во всех своих частях одинаковый состав и физические свойства, называется физически однородной.
Однородная термодинамическая система (как по составу, так и по физическому строению), внутри которой нет поверхностей раздела, называется гомогенной (например, лед, вода, газы).
Система, состоящая из нескольких макроскопических частей с различными физическими свойствами, отделенных одна от другой видимыми поверхностями раздела, называется гетерогенной (например, лед и вода, вода и пар и др.).
Гомогенные части системы, отделенные от остальных частей видимыми поверхностями раздела, называются фазами, В зависимости от числа фаз гетерогенные системы называются двухфазными и трехфазными (газообразное, жидкое и твердое состояние). Компонентом термодинамической системы называют всякую химически однородную систему.
Термодинамическое равновесие.
Если состояние всех тел, входящих в термодинамическую систему, длительное время не изменяется, то говорят, что система находится в термодинамическом равновесии.
Если в термодинамической системе, не имеющей теплоизолированных и абсолютно жестких перегородок, тела или части тел находятся не в одинаковом состоянии, то по истечении некоторого времени (рано или поздно) в системе наступит состояние устойчивого термодинамического равновесия.
При термодинамическом равновесии передача теплоты от одних тел системы к другим и механическое перемещение отдельных частей системы относительно друг друга отсутствуют, т. е. имеет место тепловое и механическое равновесие.
При термодинамическом равновесии давление и температура всех тел, составляющих систему; будут равны температуре и давлению окружающей среды. С изменением внешних условий окружающей среды будет измениться и состояние системы, и это изменение наблюдается до тех пор, пока не наступит равенство давлений и температур окружающей среды и системы, т. е. не наступит устойчивое равновесие.
Без внешнего влияния (самопроизвольно) выйти из состояния равновесия система не может.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 1195;