Термодинамические параметры
Термодинамические параметры – это величины, которые фиксированы условиями существования системы и не могут изменяться в пределах рассматриваемой задачи.
Термодинамические параметры бывают:
внешние и внутренние,
интенсивные и экстенсивные (Рис. 0 .10).
Рис. 0.10. Типы термодинамических параметров
Число внешних параметров ограничено. К внешним параметрам относится, например, напряженность электрического поля. К внутренним параметрам относятся: плотность, внутренняя энергия. Число интенсивных параметров не ограничено.
Экстенсивные параметры – это объем, энергия, энтропия, теплоемкость.
Интенсивные параметры: температура, плотность, давление.
Отношение двух экстенсивных параметров является интенсивным параметром, например, это парциальный молярный объем или мольная доля.
Рассмотрим интенсивные параметры: температуру и давление.
Температура
Рис. 1.7. Направление движения энергии в зависимости от температуры.
|
Температура, T – это параметр, который указывает на направление движения энергии (Рис. 1.7.). Температура – это свойство, которое говорит о том, могут ли два объекта быть в тепловом равновесии. Свойства систем, находящихся в состоянии теплового равновесия описывает закон теплового равновесия (или нулевой закон термодинамики): Если объект А находится в тепловом равновесии с объектом В, а объект В находится в тепловом равновесии с объектом С, то объект С тоже находится в тепловом равновесии с объектом А (рис. 1.8). Температура характеризует состояние теплового равновесия. Системы, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру. Таким образом, нулевой закон термодинамики – это постулат о существовании температуры.
|
Рис. 1.8. Закон теплового равновесия.
Давление
Рис. 1.9. Направление движения материи (вещества) в зависимости от давления.
|
Давление, P – это параметр, который говорит о направлении движения материи (вещества)(рис. 1.9).
Давление – это свойство, которое говорит о том, могут ли два объекта быть в механическом равновесии.
|
Термодинамические функции
Термодинамические функции – это величины, которые изменяются в зависимости от состояния и термодинамических параметров системы.
Термодинамические функции подразделяют на:
Функции состояния, которые зависят только от состояния системы и не зависят от пути протекания процесса. Например: внутренняя энергия, энтальпия, энергия Гельмгольца, энергия Гиббса, энтропия.
Функции процесса (перехода), значение которых зависит от пути, по которому происходит изменение системы. Например: теплота и работа.
Свойства функций состояния
Бесконечно малое изменение функции f является полным дифференциалом (df)
Изменение функции при переходе из начального состояния 1 в конечное состоянии 2 не зависит от пути процесса, и определяется только этими состояниями системы.
В результате любого циклического процесса функция состояния не изменяется:
.
Если состояние системы изменяется, то в ней происходит термодинамический процесс.