§2 Термодинамічна система

Для перетворення різних видів енергії необхідна співучасть різних тіл. Сукупність фізичних тіл, які приймають участь у пере-творенні енергії, можуть вступати в енерге-тичну взаємодію між собою, а також обмі-нюватися речовиною, називаються термо-динамічною системою.

Термодинамічні системи можуть мати фізичні або уявлені межі.

Термодинамічні системи бувають:

1. Ізольовані – системи, які не обмінюю-ться з навколишнім середовищем ні енер-гією, ні масою;

2. Енергетично ізольована – обмінюється тільки масою;

3. Закритою – не обмінюється речовиною;

4. Відкритою – обмінюється і речовиною, і енергією;

5. Адіабатною – обмінюється речовиною та роботою, але не обмінюються теплотою.

§3 Термодинамічні параметри робочого тіла і термодинамічний стан

Вивчення властивостей робочих тіл ба-зується на використанні основних фізичних газових законів. Зокрема, широко зас-тосовують об’єднаний закон Бойля-Маріотта і Гей-Люссака.

(1)

– абсолютний тиск,

– питомий об’єм,

– – це є енергія 1 кг газу і називається ця величіна потенціальна енергія тиску.

Питомими називають величини, які віднесені до одноі кількісної одиниці речовини, в якості якої розглядають 1 кг, 1 кмоль і 1 . Всі питомі величини позначаються малими літерами.

Закон Бойля-Маріотта

під час .

Але слід зауважити, що лише кількісно. Якісно ця енергія різна. Тому під час вивчення енергії завжди треба роз-глядати як її кількість, так і якість. Фізичні величини, які характеризують кількість і якість енергії, тобто енергетичний рівень робочого тіла, називаються термодинаміч-ними параметрами стану. Таким чином, з рівняння (1) ми бачимо, що таких величин є три: p,v,T. Вони називаються основними параметрами стану, бо можуть визначатись безпосередньо за допомогою певних приладів: метр, термометр,манометр. Енергія хаотичного руху молекул рабочого тіла називається внутрішньою енергією,позначається U і також є парамет-

ром стану. Якщо параметри стану мають певні значення, то сукупність таких значень називається термодинамічним станом робо

Лекція 2. . (стор.12-19)

§4 Термодинамічна рівновага

Параметри стану: p,v,T,u,h,s;

h – повна енергія, або ентальпія;

s – ентропія.

Рівноважним, або квазістаціонарним станом є стан, під час якого значення кож-ного з параметрів стану в будь-якій точці об’єму робочого тіла мають однакове значе-ння. Якщо значення хоча б одного з пара-метрів стану є неоднакове по всьому об’єму робочого тіла, то такий стан називають не-рівноважний.

Якщо однаковою є лише температура робочого тіла, то такий стан називають те-рмічно рівноважний. Якщо однаковим є ті-льки тиск, то називається механічно рівно-важним станом. У плоскій системі координат, припустимо p,v, рівноважний стан по-значається точкою.

§5 Загальні властивості термодинамічних параметрів стану

До них відносяться:

1. Значення параметрів для даного стану можуть бути визначені по значенням двох інших параметрів стану.

2. Параметри стану є функцією стану. Під час зміни значень параметрів вони визначаються кінцевими станами і не залежать від шляху, за яким робоче тіло міняло свій стан.

3. Оскільки зміна значень параметрів стану не залежить від шляху, за яким тіло змінює свій стан, то диференціал зміни параметру є повний диференціал.

4. Якщо зміна значень параметрів протікає за замкненим процесом 1-а-2-с-1, то зміна параметрів у такому процесі дорівнює нулю.