Лекция по "Термодинамики"

ТЕРМОДИНАМИКА

Лекция №1  

План лекции:  

1. Основные положения и определения термодинамики (термодинамическая система,  термодинамический процесс, параметры состояния)  

2. Внутренние параметры состояния (давление, температура, плотность)  3. Уравнение состояния идеального газа

4. Газовые смеси

5. Вопросы для дистанционного освоения лекции

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ (ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС,  ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ)  

Основа, на которой развивалась термодинамика – это закон сохранения энергии и закон сохранения массы.  

Предметом исследования термодинамики являются законы взаимных превращений различных видов энергии, связанных с переходами энергии между телами,  чаще всего в форме теплоты и работы.  

Классическая термодинамика не рассматривает структуру вещества и процессы,  происходящие на микроуровне, а рассматривает поведение большого числа материальных частиц вещества, как целого. Вместе с тем многие из величин, рассматриваемые в термодинамике, получают своё теоретическое обоснование только на основе молекулярно-кинетической теории, статистической физики и др. наук занимающихся анализом поведения отдельных частиц вещества.  

Под термодинамической системой понимают совокупность тел, выделенных из материального мира и являющихся объектами исследования. Как следствие система имеет определенные границы, отделяющие её от окружающей среды.  

Система может быть либо гомогенной (однородной), обладающей одними и теми же свойствами, либо гетерогенной, состоящей из нескольких разнородных частей (веществ)  или веществ в различных агрегатных состояниях. Гомогенные части гетерогенной системы, отделенные от остальной её части видимыми границами (поверхностями раздела), называются фазами.  [pic 1][pic 2]

Система, которая не взаимодействует с окружающей средой (не обменивается с окружающей средой веществом и энергией), называется изолированной.

Система, которая не обменивается с окружающей средой тепловой энергией,  называется теплоизолированной или адиабатической.  

Система, которая не обменивается с окружающей средой веществом, называется закрытой; обменивающаяся веществом – открытой.  

Основной постулат термодинамики – термодинамическая система с течением времени всегда переходит в состояние термодинамического равновесия и самопроизвольно из этого состояния выйти не может. Термодинамическое равновесие характеризуется неизменными во времени параметрами системы, такими как давление,  

плотность, температура и т.д. во всех частях системы. Равновесие устанавливается в системе самопроизвольно.  

В классической термодинамике под термодинамическим процессом понимается переход из одного равновесного состояния в другое под влиянием внешних воздействий.  Такие процессы называются равновесными.  [pic 3][pic 4]

Напротив неравновесными называют такие процессы, при протекании которых разные части системы имеют разные параметры – давление, температуру, концентрацию и т.д. Процесс перехода системы из неравновесного состояния в равновесное называется релаксацией, а время, за которое происходит этот переход, называется временем релаксации.