Термодинамическая система

Термодинамическая система представляет собой совокупность материальных тел, находящихся в механическом и тепловом взаимодействиях друг с другом и с окружающей систему внешними телами.

Тела не входящие в систему, называют окружающей средой.Систему отделяют от окружающей среды контрольной поверхностью (оболочкой).Пример простейшей системы (ДВС, рис. 1.1) – газ, заключенный в цилиндре под поршнем, внешней средой является окружающий воздух, контрольной поверхностью служат стенки цилиндра и поршень. Механическая работа в данном примере производится при перемещении поршня и сопровождается изменением объема. Тепловое взаимодействие заключается в переходе теплоты между отдельными телами системы и между системой и окружающей средой.

Рис. 1.1. Пример простейшей термодинамической

системы

Виды термодинамических систем:

1) Открытая – обменивается со средой теплотой и веществом (потоки газа или пара в турбинах и трубопроводах);

2) Закрытая – вещество не проходит через границы системы;

3) Теплоизолированная или адиабатная – без теплообмена с окружающей средой (рабочее тело, находящееся в сосуде, стенки которого покрыты идеальной тепловой изоляцией);

4) Изолированная или замкнутая – не обменивается со средой ни теплотой, ни веществом.

Кроме вышеперечисленной классификации существуют следующие системы:

Однородная – имеет во всех своих частях одинаковый состав и физические свойства;

Гомогенная – однородная система внутри, которой нет поверхности раздела (лед, вода, газ);

Гетерогенная – система, состоящая из нескольких макроскопических частей с различными физическими свойствами, отделенных одна от другой видимыми поверхностями раздела (лед и вода, вода и пар и т.п.).

Гомогенные части системы, отделенные от остальных частей видимыми поверхностями раздела, называются фазами.

В зависимости от числа фаз гетерогенные системы называют двухфазными и трехфазными (газообразное, жидкое и твердое состояние).