Термодинамик системүүд. Термодинамик параметрүүд ба процессууд. Газрын тос, байгалийн хийн агуу нэвтэрхий толь бичиг

Термодинамик системнь эрчим хүчний дамжуулалтын шинжилгээнд хэрэглэгддэг процесс буюу орчин юм. Термодинамик системэнергийн дүн шинжилгээ хийх, түүнийг хувиргах зорилгоор сонгосон бодит болон төсөөллийн хил хязгаараар хязгаарлагдсан аливаа бүс буюу орон зай юм. Түүний хил хязгаар нь байж болно хөдөлгөөнгүйэсвэл гар утас.

Металл саванд хийсэн хий нь тодорхой хил хязгаартай системийн жишээ юм. Цилиндр дэх хийн шинжилгээг хийх шаардлагатай бол савны хана нь тодорхой хил хязгаартай байдаг. Хэрэв агаарт дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай бол халуун агаарын бөмбөлөг, бөмбөлгийн гадаргуу нь хөдөлгөөнт хил юм. Хэрэв та агаарыг бөмбөлөгт халаавал бөмбөлгийн уян хана сунадаг бөгөөд хий тэлэх тусам системийн хил хязгаар өөрчлөгддөг.

Хилтэй зэргэлдээх орон зайг хүрээлэн буй орчин гэж нэрлэдэг. Хүн болгонд байдаг термодинамик системүүдэх сурвалж болох юм уу аваад хаячихдаг орчин бий. Хүрээлэн буй орчин нь систем дээр ажиллах эсвэл системийн ажиллагааг мэдэрч болно.

Системүүд нь хил хязгаараас хамааран том эсвэл жижиг байж болно. Жишээлбэл, систем нь бүгдийг хамарч болно хөргөлтийн системэсвэл компрессорын цилиндрийн аль нэгэнд хий. Энэ нь вакуум орчинд байж болно, эсвэл нэг буюу хэд хэдэн бодисын хэд хэдэн үе шатыг агуулж болно. Тиймээс бодит системд хуурай агаар ба (хоёр бодис) эсвэл ус болон усны уур(ижил бодисын хоёр үе шат). Нэг төрлийн системнэг бодис, түүний нэг фаз эсвэл хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэгэн төрлийн холимогоос бүрдэнэ.

Системүүд байдаг хаалттайэсвэл нээлттэй. Хаалттай үед зөвхөн эрчим хүч түүний хил хязгаарыг давдаг. Үүний үр дүнд дулаан нь хаалттай системийн хил хязгаарыг даван хүрээлэн буй орчинд эсвэл хүрээлэн буй орчноос систем рүү шилжиж болно.

Нээлттэй системд энерги ба масс хоёулаа системээс дунд болон буцаж шилжиж болно. Шахуурга ба дулаан солилцогчийг шинжлэхдээ задгай систем шаардлагатай, учир нь шинжилгээний явцад шингэн нь хил хязгаарыг давах ёстой. Хэрэв задгай системийн массын урсгал тогтвортой, жигд байвал түүнийг нээлттэй систем гэнэ тогтмол урсгал. Масс урсгал нь нээлттэй эсвэл хаалттай эсэхийг харуулдаг.

муж термодинамик систем тодорхойлсон физик шинж чанарбодисууд. Температур, даралт, эзэлхүүн, дотоод энерги, энтропи зэрэг нь тухайн бодис ямар төлөвт байгааг тодорхойлдог шинж чанарууд юм. Системийн төлөв байдал нь тэнцвэрийн төлөв тул тухайн системийн шинж чанар тогтворжиж, өөрчлөгдөхгүй болсон үед л үүнийг тодорхойлж болно.

Өөрөөр хэлбэл, хүрээлэн буй орчинтойгоо тэнцвэртэй байх үед системийн төлөв байдлыг тодорхойлж болно.

Тодорхойлолт 1

Термодинамик систем нь бие биетэйгээ болон бусад элементүүдтэй үргэлж харилцан үйлчилж, тэдэнтэй энерги солилцдог макроскоп физик биетүүдийн цуглуулга ба тогтмол байдал юм.

Термодинамикийн хувьд тэд системийг ихэвчлэн маш олон тооны бөөмсөөс бүрдэх макроскоп физик хэлбэр гэж ойлгодог бөгөөд энэ нь тус бүрийг тайлбарлахын тулд макроскопийн үзүүлэлтүүдийг ашиглах шаардлагагүй юм. бие даасан элемент. Ийм ойлголтыг бүрдүүлэгч бүрэлдэхүүн хэсэг болох материаллаг биетүүдийн мөн чанарт тодорхой хязгаарлалт байдаггүй. Тэдгээрийг атом, молекул, электрон, ион, фотон хэлбэрээр илэрхийлж болно

Термодинамик систем нь үндсэн гурван төрөлтэй.

• тусгаарлагдсан - хүрээлэн буй орчинтой бодис, энергийн солилцоо байхгүй;
• хаалттай - бие нь хүрээлэн буй орчинтой холбоогүй;
• нээлттэй - гадаад орон зайтай энерги болон массын солилцоо хоёулаа байдаг.

Аливаа термодинамик системийн энергийг тухайн системийн байрлал, хөдөлгөөнөөс хамаардаг энерги, мөн ойлголтыг бүрдүүлэгч бичил бөөмсийн хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог энерги гэж хувааж болно. Хоёр дахь хэсгийг физикт системийн дотоод энерги гэж нэрлэдэг.

Термодинамик системийн онцлог

Зураг 1. Термодинамик системийн төрлүүд. Author24 - оюутны ажлын онлайн солилцоо

Тайлбар 1

Термодинамик дахь системийн өвөрмөц шинж чанар нь микроскоп, дуран ашиглахгүйгээр ажиглагдсан аливаа объект байж болно.

Ийм үзэл баримтлалын бүрэн тайлбарыг өгөхийн тулд даралт, эзэлхүүн, температур, соронзон индукц, цахилгаан туйлшралыг нарийн тодорхойлох боломжтой макроскопийн нарийн ширийн зүйлийг сонгох шаардлагатай. химийн найрлага, хөдөлж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн масс.

Аливаа термодинамик системийн хувьд тэдгээрийг тусгаарладаг нөхцөлт эсвэл бодит хязгаарууд байдаг орчин. Үүний оронд термостатын тухай ойлголтыг ихэвчлэн авч үздэг бөгөөд энэ нь дараахь шинж чанартай байдаг өндөр хувьдулааны хүчин чадал, энэ нь дүн шинжилгээ хийсэн үзэл баримтлалтай дулаан солилцооны тохиолдолд температурын параметр өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна.

-аас хамааран ерөнхийТермодинамик системийн хүрээлэн буй орчинтой харьцахдаа дараахь зүйлийг ялгах нь заншилтай байдаг.

• гадаад орчинтой бодис, энерги солилцдоггүй тусгаарлагдсан зүйлүүд;
• адиабатаар тусгаарлагдсан - гадаад орчинтой бодис солилцдоггүй, харин энергийн солилцоонд ордог системүүд;
• хаалттай системүүд - бодистой солилцдоггүй; зөвхөн дотоод энергийн утгыг бага зэрэг өөрчлөхийг зөвшөөрдөг;
• нээлттэй системүүд- энерги, бодисыг бүрэн шилжүүлэх замаар тодорхойлогддог хүмүүс;
• хэсэгчлэн нээлттэй - хагас нэвчилттэй хуваалттай тул материал солилцоонд бүрэн оролцдоггүй.

Томьёоллоос хамааран термодинамикийн ойлголтын утгыг энгийн ба нарийн төвөгтэй хувилбаруудад хувааж болно.

Термодинамик дахь системийн дотоод энерги

Зураг 2. Термодинамик системийн дотоод энерги. Author24 - оюутны ажлын онлайн солилцоо

Тайлбар 2

Системийн массаас шууд хамаардаг гол термодинамик үзүүлэлтүүд нь дотоод энергийг агуулдаг.

Үүнд бодисын энгийн хэсгүүдийн хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй кинетик энерги, мөн молекулуудын харилцан үйлчлэлийн явцад гарч ирдэг боломжит энерги орно. Энэ параметр нь үргэлж хоёрдмол утгатай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ байр сууринд хүрсэн аргаас үл хамааран үзэл баримтлал нь хүссэн төлөвт байх үед дотоод энергийн утга, хэрэгжилт тогтмол байдаг.

Эрчим хүчийг хувиргах явцад химийн найрлага нь өөрчлөгдөөгүй байдаг системүүдэд дотоод энергийг тодорхойлохдоо зөвхөн материалын хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөний энергийг харгалзан үзэх нь чухал юм.

Термодинамик дахь ийм системийн сайн жишээ бол хамгийн тохиромжтой хий юм. Чөлөөт энерги гэдэг нь изотермийн урвуу процесст бие махбодийн хийж чадах тодорхой хэмжээний ажил юм чөлөөт эрчим хүчЭнэ нь дотоод эрчим хүчний ихээхэн нөөцийг агуулсан концепцийн гүйцэтгэх боломжтой хамгийн дээд функцийг илэрхийлдэг. Системийн дотоод энерги нь хязгаарлагдмал ба чөлөөт хүчдэлийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Тодорхойлолт 2

Холбогдсон энерги нь бие даан ажил болж хувирах чадваргүй дотоод энергийн хэсэг юм - энэ нь дотоод энергийн үнэ цэнэ буурсан элемент юм.

Ижил температурт энэ параметр нь энтропи нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Тиймээс термодинамик системийн энтропи нь түүний анхны энергийг хангах хэмжүүр юм. Термодинамикийн хувьд өөр нэг тодорхойлолт байдаг - тогтвортой тусгаарлагдсан систем дэх энергийн алдагдал

Урвуу болон урагшаа аль алинаар нь хурдацтай явагдаж, ижил завсрын байрлалаар дамжиж, дотоод энерги зарцуулалгүйгээр үзэл баримтлал нь эцэстээ анхны төлөвтөө буцаж ирдэг, хүрээлэн буй орчинд макроскопийн өөрчлөлт үлдэхгүй термодинамик процессыг буцаах процесс гэнэ. зай.

Урвуу процессууд өгдөг хамгийн их ажил. Практикт системээс хамгийн сайн үр дүнд хүрэх боломжгүй юм. Энэ нь хязгааргүй удаан үргэлжилдэг, зөвхөн ойрын зайд л ойртох боломжтой эргэх үзэгдлүүдэд онолын ач холбогдол өгдөг.

Тодорхойлолт 3

Шинжлэх ухаанд эргэлт буцалтгүй үйл явц нь ижил завсрын төлөвөөр эсрэг чиглэлд явагдах боломжгүй үйл явц юм.

Бүх бодит үзэгдлүүд ямар ч тохиолдолд эргэлт буцалтгүй байдаг. Ийм нөлөөллийн жишээ нь дулааны тархалт, тархалт, наалдамхай урсгал, дулаан дамжуулалт юм. Тогтмол үрэлтийн улмаас макроскопийн хөдөлгөөний кинетик ба дотоод энерги дулаан руу, өөрөөр хэлбэл системд шилжих нь эргэлт буцалтгүй үйл явц юм.

Системийн төлөвийн хувьсагчид

Аливаа термодинамик системийн төлөвийг түүний шинж чанар эсвэл шинж чанарын одоогийн хослолоор тодорхойлж болно. Зөвхөн тодорхой цаг хугацааны хувьд бүрэн тодорхойлогддог, үзэл баримтлал энэ байрлалд яг яаж ирснээс үл хамаарах бүх шинэ хувьсагчдыг төлөвийн термодинамик параметрүүд эсвэл орон зайн үндсэн функцууд гэж нэрлэдэг.

Термодинамикийн хувьд хувьсах утгууд нь тогтвортой байж, цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөхгүй бол системийг хөдөлгөөнгүй гэж үздэг. Хөдөлгөөнгүй төлөвийн хувилбаруудын нэг бол термодинамик тэнцвэр юм. Аливаа, тэр ч байтугай үзэл баримтлалын хамгийн өчүүхэн өөрчлөлт аль хэдийн байна физик үйл явц, тиймээс энэ нь нэгээс хэд хэдэн төлөвийн хувьсагчийг агуулж болно. Системийн төлөвүүд бие биедээ системтэйгээр хувирдаг дарааллыг "процессын зам" гэж нэрлэдэг.

Харамсалтай нь нэр томьёо болон гэсэн төөрөгдөл байдаг Дэлгэрэнгүй тодорхойлолтодоо ч байсаар байна, учир нь термодинамик дахь ижил хувьсагч нь бие даасан эсвэл системийн хэд хэдэн функцийг нэгэн зэрэг нэмсэний үр дүн байж болно. Тиймээс "төлөвийн параметр", "төрийн функц", "төрийн хувьсагч" гэх мэт нэр томъёог заримдаа ижил утгатай гэж үзэж болно.

Термодинамик бол судалдаг шинжлэх ухаан юм ерөнхий хэв маягэнерги ялгарах, шингээх, хувиргах үйл явц дагалддаг. Химийн термодинамик нь химийн энерги болон түүний бусад хэлбэрүүд - дулаан, гэрэл, цахилгаан гэх мэт харилцан өөрчлөлтийг судалж, эдгээр шилжилтийн тоон хуулиудыг тогтоож, өгөгдсөн нөхцөлд бодисын тогтвортой байдал, тэдгээрийн орох чадварыг урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог. тодорхой хэмжээнд химийн урвал. Термодинамикийн авч үзэх объектыг термодинамик систем эсвэл зүгээр л систем гэж нэрлэдэг.

Систем-аас бүрдэх байгалийн аливаа объект их тоомолекулууд (бүтцийн нэгжүүд) ба бусад байгалийн объектуудаас бодит буюу төсөөллийн хилийн гадаргуу (интерфэйс) -ээр тусгаарлагдсан.

Системийн төлөв нь системийг термодинамикийн үүднээс тодорхойлох боломжийг олгодог системийн шинж чанаруудын багц юм.

Термодинамик системийн төрлүүд:

I. Байгаль орчинтой бодис, энергийн солилцооны шинж чанараар:

1. Тусгаарлагдсан систем - хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги солилцдоггүй (Δm = 0; ΔE = 0) - термос.

2. Хаалттай систем– хүрээлэн буй орчинтой бодис солилцдоггүй, харин энерги солилцож чаддаг (урвалжтай хаалттай колбо).

3. Нээлттэй систем - хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги (хүний ​​бие) хоёулаа солилцох боломжтой.

II. Нэгтгэлийн төлөвөөр:

1. Нэг төрлийн - бие махбодийн болон гэнэтийн өөрчлөлтүүд байхгүй химийн шинж чанарсистемийн нэг хэсгээс нөгөөд шилжих үед (нэг үе шатаас бүрдэнэ).

2. Гетероген - нэг төрлийн хоёр ба түүнээс дээш нэгэн төрлийн систем (хоёр ба түүнээс дээш үе шатаас бүрдэнэ).

Үе шат- энэ нь системийн нэг хэсэг бөгөөд бүтэц, шинж чанараараа бүх цэгүүдэд нэгэн төрлийн бөгөөд системийн бусад хэсгүүдээс интерфейсээр тусгаарлагдсан байдаг. Нэг төрлийн системийн жишээ бол усны уусмал. Гэхдээ хэрэв уусмал нь ханасан, савны ёроолд давсны талстууд байгаа бол авч үзэж буй систем нь нэг төрлийн бус байна (фазын хил байдаг). Нэг төрлийн системийн өөр нэг жишээ бол энгийн ус, гэхдээ дотор нь хөвж буй мөстэй ус нь гетероген систем юм.

Фазын шилжилт- фазын өөрчлөлтүүд (мөс хайлах, ус буцалгах).

Термодинамик процесс- термодинамик системийн нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилт нь системийн тэнцвэргүй байдалтай үргэлж холбоотой байдаг.

Термодинамик процессын ангилал:

7. Изотерм - тогтмол температур – T = const

8. Изобарик - тогтмол даралт – p = const

9. Isochoric - тогтмол эзэлхүүн – V = const

Стандарт нөхцөлхарьцуулах стандарт болгон нөхцөлт сонгосон системийн төлөв байдал юм.

Учир нь хийн үе шат- энэ нь 100 кПа стандарт даралтын дор (1982 он хүртэл - 1 стандарт атмосфер, 101,325 Па, 760 мм м.у.б) хийн фаз дахь химийн цэвэр бодисын төлөв байдал бөгөөд энэ нь хамгийн тохиромжтой хийн шинж чанарыг илтгэнэ.

Учир нь цэвэр үе шат, шингэн эсвэл хатуу дүүргэгч төлөвт байгаа хольц эсвэл уусгагч нь стандарт даралт дор шингэн эсвэл хатуу фаз дахь химийн цэвэр бодисын төлөвийг хэлнэ.

Учир нь шийдэл- энэ нь уусмалыг хязгааргүй шингэрүүлсэн нөхцөлд үндэслэн стандарт даралт эсвэл стандарт концентрацитай 1 моль/кг стандарт мольтай ууссан бодисын төлөв байдал юм.

Учир нь химийн цэвэр бодис- энэ нь тодорхой тодорхойлогдсон, гэхдээ дур зоргоороо, стандарт даралтын дор тодорхой тодорхойлогдсон нэгтгэх төлөвт байгаа бодис юм.

Стандарт төлөвийг тодорхойлохдоо стандарт температурыг оруулаагүй болно, Хэдийгээр тэд ихэвчлэн 25 ° C (298.15 K) байдаг стандарт температурын талаар ярьдаг.

2.2. Термодинамикийн үндсэн ойлголтууд: дотоод энерги, ажил, дулаан

Дотоод энерги U- энергийн нийт нийлүүлэлт, үүнд молекулуудын хөдөлгөөн, бондын чичиргээ, электрон, цөмийн хөдөлгөөн гэх мэт. бүх төрлийн эрчим хүч кинетик ба потенциал энергиэс бусадсистемүүд бүхэлдээ.

Аливаа системийн дотоод энергийн утгыг тодорхойлох боломжгүй боловч системийг нэг төлөвөөс (U 1 энергитэй) нөгөөд шилжүүлэх явцад тодорхой процесст үүсэх дотоод энергийн өөрчлөлтийг ΔU тодорхойлох боломжтой. (U 2 энергитэй):

ΔU нь тухайн бодисын төрөл, тоо хэмжээ, түүний оршин тогтнох нөхцлөөс хамаарна.

Урвалын бүтээгдэхүүний нийт дотоод энерги нь эхлэлийн бодисын нийт дотоод энергиээс ялгаатай байдаг, учир нь Урвалын явцад харилцан үйлчлэлцдэг молекулуудын атомуудын электрон бүрхүүлийн бүтцийн өөрчлөлт явагдана.

ТЕРМОДИНАМИК СИСТЕМ

ТЕРМОДИНАМИК СИСТЕМ

Макроскопийн багц бие биетэйгээ болон бусад биетэй (гадаад орчин) харилцан үйлчилж чаддаг биетүүд - тэдэнтэй энерги, бодис солилцдог. T.s. маш олон зүйлээс бүрддэг бүтцийн хэсгүүд(атом, молекулууд) түүний төлөв байдлыг макроскопоор тодорхойлж болно. параметрүүд: нягт, даралт, бодисын концентраци, Т.-г бүрдүүлэх гэх мэт.

ТЕРМОДИНАМИК ТЭНЦВЭР), хэрэв системийн параметрүүд цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөөгүй бөгөөд системд бодис байхгүй бол. суурин урсгал (дулаан, ус гэх мэт). Тэнцвэрийн хувьд T.s. температурын тухай ойлголтыг бүх макроскоп объектын хувьд ижил утгатай параметр болгон нэвтрүүлсэн. системийн хэсгүүд. Төлөвийн бие даасан параметрүүдийн тоо нь ТС-ийн эрх чөлөөний зэрэгтэй тэнцүү бөгөөд үлдсэн параметрүүдийг төлөвийн тэгшитгэлийг ашиглан бие даасан параметрүүдээр илэрхийлж болно. Тэнцвэрийн гэгээнтнүүд Т.с. тэнцвэрийн процессыг судалдаг (термостатик); тэнцвэргүй тогтолцооны ариун - .

Термодинамик нь: бусад системтэй бодис солилцдоггүй, харин бусад системтэй бодис, энерги солилцдог хаалттай термодинамик системүүд гэж үздэг; адиабатын T. системүүд, бусад системд байхгүй; бусад системтэй энерги болон бодис солилцдоггүй тусгаарлагдсан системүүд. Хэрэв систем тусгаарлагдаагүй бол түүний төлөв өөрчлөгдөж болно; T. s-ийн төлөв байдлын өөрчлөлт. дуудсан термодинамик процесс. T.s. хэд хэдэн хэсгээс бүрдэх физикийн хувьд нэгэн төрлийн (нэг төрлийн систем) ба гетероген (гетероген систем) байж болно. өөр өөр физик бүхий нэгэн төрлийн хэсгүүд Ариунаа. Фаз ба химийн үр дүнд хувиргалтууд (ҮЗИЙН ШИЛЖИЛТ-ийг үзнэ үү) нэгэн төрлийн T. s. гетероген болон эсрэгээр байж болно.

Физик нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. . 1983 .

ТЕРМОДИНАМИК СИСТЕМ

Макроскопийн багц бие биетэйгээ болон бусад биетэй (гадаад орчин) харилцан үйлчлэх боломжтой биетүүд - тэдэнтэй энерги, бодис солилцдог. T.s. Энэ нь маш олон тооны бүтцийн хэсгүүдээс (атом, молекул) бүрддэг тул түүний төлөв байдлыг макроскопоор тодорхойлох боломжтой. параметрүүд: нягт, даралт, хатуу бодис үүсгэдэг бодисын концентраци гэх мэт.

T.s. тэнцвэрт байдалд байна (харьц. Термодинамик тэнцвэр),хэрэв системийн параметрүүд цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөөгүй бөгөөд системд материал байхгүй бол. хөдөлгөөнгүй урсгал (дулаан, бодис гэх мэт). Тэнцвэрийн хувьд T.s. ойлголтыг танилцуулж байна температурХэрхэн төлөвийн параметр,бүх макроскопийн хувьд ижил утгатай. системийн хэсгүүд. Бие даасан төлөвийн параметрийн тоо нь тоотой тэнцүү байна эрх чөлөөний зэрэг T.S., үлдсэн параметрүүдийг ашиглан бие даасан байдлаар илэрхийлж болно төлөвийн тэгшитгэл.Тэнцвэрийн шинж чанарууд Т.с. судалдаг термодинамиктэнцвэрийн процесс (термостатик), тэнцвэрт бус системийн шинж чанарууд - тэнцвэргүй үйл явцын термодинамик.

Термодинамик нь: бусад системтэй бодис солилцдоггүй хаалттай термодинамик системүүд; нээлттэй системүүд,бусад системтэй бодис, энерги солилцох; бусад системтэй дулааны солилцоо байхгүй a d i a b a t n e T.s.; тусгаарлагдсан T. нэгэн төрлийн систем) ба гетероген ( гетероген систем),өөр өөр физик шинж чанартай хэд хэдэн нэгэн төрлийн хэсгүүдээс бүрддэг. шинж чанарууд. Фаз ба химийн үр дүнд өөрчлөлтүүд (харна уу Фазын шилжилт) нэгэн төрлийн T. s. гетероген болон эсрэгээр байж болно.

Лит.: Epshtein P.S., Термодинамикийн курс, транс. Англи хэлнээс, M.-L., 1948; Леонтович М.А., Термодинамикийн танилцуулга, 2-р хэвлэл, M.-L., 1951; Самойлович А, Г., Термодинамик ба 2-р хэвлэл, М., 1955 он.

Физик нэвтэрхий толь бичиг. 5 боть. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор А.М.Прохоров. 1988 .

Бусад толь бичгүүдээс "TERMODINAMIC SYSTEM" гэж юу болохыг харна уу.

Хуваалт эсвэл бүрхүүл ашиглан хүрээлэн буй орчноос тусгаарлагдсан макроскоп бие (тэдгээр нь сэтгэцийн, нөхцөлт байж болно) ба макроскопийн үзүүлэлтээр тодорхойлогддог: эзэлхүүн, температур, даралт гэх мэт. Үүний тулд... ... Том нэвтэрхий толь бичиг

термодинамик систем- термодинамик систем; систем Бие биетэйгээ болон бусад биетэй энергийн харилцан үйлчлэлцэж, тэдэнтэй бодис солилцох боломжтой биетүүдийн цогц... Политехникийн нэр томъёоны тайлбар толь бичиг

ТЕРМОДИНАМИК СИСТЕМ- физикийн багц өөр хоорондоо болон бусад биетэй (гадаад орчин) энерги, бодис солилцож чаддаг биетүүд. T.s. Энэ нь маш олон тооны молекул, атом, электрон болон бусад олон тоосонцороос бүрдэх аливаа систем юм ... ... Том Политехникийн нэвтэрхий толь бичиг

термодинамик систем- Бусад биетэй (бие биетэйгээ) энерги ба (эсвэл) бодис солилцох чадвартай бие (биеийн багц). [Санал болгосон нэр томъёоны цуглуулга. Асуудал 103. Термодинамик. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академи. Шинжлэх ухааны хороо техникийн нэр томъёо. 1984... Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

термодинамик систем- - нэг буюу хэд хэдэн бодис агуулсан, гадаад орчноос бодит буюу нөхцөлт бүрхүүлээр тусгаарлагдсан орон зайн дур мэдэн сонгосон хэсэг. Ерөнхий хими: сурах бичиг / A. V. Жолнин ... Химийн нэр томъёо

термодинамик систем- орчноос бодит болон төсөөллийн хил хязгаараар тусгаарлагдсан, термодинамик үзүүлэлтээр тодорхойлогддог макроскоп бие: эзэлхүүн, температур, даралт гэх мэт. Тусгаарлагдсан,... ... Металлургийн нэвтэрхий толь бичиг

Хэмжээ, температур, даралт гэх мэт макроскопийн үзүүлэлтээр тодорхойлогддог хуваалт эсвэл бүрхүүл ашиглан хүрээлэн буй орчноос тусгаарлагдсан макроскоп бие (тэдгээр нь сэтгэцийн, нөхцөлт байж болно). нэвтэрхий толь бичиг

Термодинамик ... Википедиа

термодинамик систем- termodinaminė sistema statusas T sritis chemija apibrėžtis Kūnas (kūnų visuma), kurį nuo aplinkos skiria reali ar įsivaizduojama riba. attikmenys: англи хэл. термодинамик систем орос. термодинамик систем ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

термодинамик систем- termodinaminė системийн статусууд T sritis fizika atitikmenys: engl. термодинамик систем vok. thermodynamisches System, n rus. термодинамик систем, f pranc. système thermodynamique, m … Физикос терминų žodynas

Оршил. 2

Термодинамик. Ерөнхий ойлголт. 3

Термодинамик системийн тухай ойлголт.. 4

Термодинамик системийн төрлүүд.. 6

Термодинамик процессууд.. 7

Эргэж болох ба эргэлт буцалтгүй процессууд.. 7

Системийн дотоод энерги.. 10

Термодинамикийн тэг хууль.. 11

Термодинамикийн нэгдүгээр хууль.. 12

Термодинамикийн хоёрдугаар хууль.. 14

Термодинамикийн гуравдугаар хууль... 16

Үр дагавар. 17

Үнэмлэхүй тэг температурт хүрэх боломжгүй байдал. 17

Термодинамикийн коэффициентүүдийн төлөв байдал. 17

Оршил

Бид зөвхөн байнга тулгардаг механик хөдөлгөөн, гэхдээ бас биеийн температурын өөрчлөлт эсвэл бодисыг нэгтгэх янз бүрийн төлөвт шилжүүлэхтэй холбоотой дулааны үзэгдлүүд - шингэн, хий эсвэл хатуу.

Уураг нь зөвхөн тодорхой температурын хязгаарт амин чухал үйл ажиллагаа явуулах чадвартай тул дулааны процесс нь дэлхий дээрх амьдрал оршин тогтноход чухал ач холбогдолтой юм. Дэлхий дээрх амьдрал нь орчны температураас хамаардаг.

Хүмүүс гал хийж сурсны дараа байгаль орчноос харьцангуй бие даасан байдалд хүрсэн. Энэ бол нэг байсан хамгийн агуу нээлтүүдхүн төрөлхтний үүрээр.

Термодинамик нь дулааны үзэгдлийн шинжлэх ухаан бөгөөд үүнийг харгалзан үздэггүй молекулын бүтэцутас. Термодинамикийн хуулиуд ба тэдгээрийн хэрэглээг энэхүү эссэд авч үзэх болно.

Термодинамик. Ерөнхий ойлголт

Термодинамикийн зарчмууд нь термодинамикийн үндэс суурь болох постулатуудын багц юм. Үүний үр дүнд эдгээр заалтууд бий болсон Шинжлэх ухааны судалгаабөгөөд туршилтаар батлагдсан. Термодинамикийг аксиомат байдлаар байгуулахын тулд тэдгээрийг постулат гэж хүлээн зөвшөөрдөг.

Термодинамикийн зарчмуудын хэрэгцээ нь термодинамик нь микроскопийн бүтцийн талаар тодорхой таамаглалгүйгээр системийн макроскопийн параметрүүдийг дүрсэлсэнтэй холбоотой юм. Асуултууд дотоод бүтэцстатистик физикийн чиглэлээр ажилладаг.

Термодинамикийн зарчмууд нь бие даасан, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн аль нь ч бусад зарчмуудаас гаргаж авах боломжгүй юм.

Термодинамикийн зарчмуудын жагсаалт

· Термодинамикийн нэгдүгээр хууль нь термодинамик системд хэрэглэгдэх энерги хадгалагдах хууль юм.

· Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь термодинамикийн үйл явцын чиглэлд хязгаарлалт тавьж, бага халсан биеэс илүү халсан бие рүү дулааныг аяндаа шилжүүлэхийг хориглодог. Мөн энтропи өсөх хууль гэж томъёолсон.

· Термодинамикийн гуравдугаар хууль нь энтропи нь үнэмлэхүй тэг температурын ойролцоо хэрхэн явдгийг өгүүлдэг.

· Термодинамикийн тэг (эсвэл ерөнхий) хуулийг заримдаа зарчим гэж нэрлэдэг хаалттай системАнхны төлөв байдлаас үл хамааран энэ нь эцэстээ термодинамикийн тэнцвэрт байдалд хүрч, түүнийг өөрөө орхиж чадахгүй.

Термодинамик системийн тухай ойлголт

Аливаа термодинамик системийг нэрлэдэг физик систем, эцэс төгсгөлгүй дулааны хөдөлгөөнд орж, бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, энерги солилцдог олон тооны бөөмс-атом, молекулуудаас бүрддэг. Ийм термодинамик системүүд бөгөөд хамгийн энгийн нь молекулууд нь санамсаргүй хөрвүүлэх болон эргэлтийн хөдөлгөөнд орж, мөргөлдөх үед кинетик энерги солилцдог хий юм. Хатуу болон шингэн бодисууд нь мөн термодинамик систем юм.

Молекулууд хатуу бодистэнцвэрийн байрлалын эргэн тойронд санамсаргүй хэлбэлзэл хийх, молекулуудын хоорондын энергийн солилцоо нь тэдгээрийн тасралтгүй харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд нэг молекулыг тэнцвэрийн байрлалаас нүүлгэн шилжүүлэх нь хөрш зэргэлдээ молекулуудын байршил, хөдөлгөөний хурдад шууд тусгалаа олсон байдаг. Молекулуудын дулааны хөдөлгөөний дундаж энерги нь температуртай холбоотой байдаг тул температур нь термодинамик системийн янз бүрийн төлөв байдлыг тодорхойлдог хамгийн чухал физик хэмжигдэхүүн юм. Температураас гадна ийм системийн төлөвийг эзэлдэг эзэлхүүн ба гадаад даралтаар тодорхойлдог гадаад хүч, систем дээр ажиллах.

Термодинамикийн системийн чухал шинж чанар нь ямар ч урт хугацаанд байж болох тэнцвэрийн төлөв байдал юм. Тэнцвэрийн аль нэгэнд байгаа термодинамик системд гадны нөлөөлөл үзүүлж, түүнийг зогсоовол систем аяндаа шинэ тэнцвэрт байдалд шилжинэ. Гэсэн хэдий ч тэнцвэрт байдалд шилжих хандлага нь систем гадны нөлөөлөлд өртөхөөс гадна үргэлж, тасралтгүй идэвхтэй байдаг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй.

Энэ хандлага, эсвэл илүү тодорхой хэлбэл, тэнцвэрт байдалд хүрэхэд хүргэдэг үйл явцын байнгын оршин тогтнох байдал нь хамгийн чухал онцлогтермодинамик системүүд.

Тусгаарлагдсан термодинамикийн системийн төлөвийг гадны нөлөөлөл байхгүй ч хязгаарлагдмал хугацаанд хадгалдаггүй, тэнцвэргүй байдал гэж нэрлэдэг. Эхлээд тэнцвэрт бус төлөвт байсан систем нь цаг хугацааны явцад тэнцвэрт байдалд шилждэг. Тэнцвэргүй байдлаас тэнцвэрт байдалд шилжих цагийг амрах хугацаа гэж нэрлэдэг. Тэнцвэрийн төлөвөөс тэнцвэргүй байдал руу урвуу шилжилтийг системд гадны нөлөөг ашиглан хийж болно.

Ялангуяа янз бүрийн газар өөр өөр температуртай системийн төлөв байдал тэнцвэргүй байна; хий, хатуу болон шингэн дэх t 0-ийг тэнцүүлэх нь эдгээр биетүүдийн эзлэхүүн дэх ижил t 0 тэнцвэрт байдалд шилжих явдал юм. бие. Шингэн ба түүний уураас бүрдэх хоёр фазын системийг авч үзвэл тэнцвэргүй байдлын өөр нэг жишээг өгч болно. Хэрэв битүү саванд шингэний гадаргуугаас дээш ханаагүй уур байгаа бол системийн төлөв байдал тэнцвэргүй байна: нэгж хугацаанд шингэнээс зугтаж буй молекулуудын тоо нь уураас шингэн рүү буцах молекулуудын тооноос их байна. ижил хугацаанд. Үүний үр дүнд цаг хугацаа өнгөрөх тусам уурын төлөвт байгаа молекулуудын тоо тэнцвэрт байдал үүсэх хүртэл нэмэгддэг.

Тэнцвэрийн төлөвөөс тэнцвэрт байдалд шилжих нь ихэнх тохиолдолд тасралтгүй явагддаг бөгөөд энэ шилжилтийн хурдыг тохирох аргыг ашиглан тодорхойлж болно. гадны нөлөөжигд тохируулж, тайвшрах үйл явцыг маш хурдан эсвэл маш удаан болгодог. Жишээлбэл, механик хутгах замаар та шингэн эсвэл хий дэх температурыг тэнцүүлэх хурдыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд шингэнийг хөргөхөд та ууссан бодисын тархалтыг маш удаан болгож чадна.