- •Глава 3. Меры системной динамики и организованности систем.
- •3.1. Термодинамика: основные положения
- •3.1.1. Сущность, предмет и метод термодинамики.
- •3.1.2. Основные понятия и параметры, характеризующие термодинамическую систему.
- •1) Внутренняя энергия
- •3.1.3. Термодинамические процессы: общее понятие.
- •1) В случае деформационного воздействия (работа) роль обобщенной силы играет давление, а сопряженной обобщенной координаты – объем. Тогда
- •2) При обмене энергией в форме теплоты (теплообмен) обобщенной силой является абсолютная температура, а обобщенной координатой – энтропия (также удельная):
- •3.1.4. Основные законы (начала) термодинамики.
- •1) Нулевое начало термодинамики.
- •2) Первое начало термодинамики.
- •1) Идеальный газ и его теплоемкость.
- •2) Политропические процессы.
- •3) Работа газа при политропическом процессе.
- •3) Второе начало термодинамики.
- •4) Третье начало термодинамики.
- •3.2. Термодинамические циклы
- •Р ис.3.8. Цикл Карно
- •1.9. Диаграмма цикла Карно.
- •5) Цикл Стирлинга
- •3.3. Элементы теории потока.
- •3.3.1. Общие понятия
- •3.3.2. Элементы геометрии потока
- •3.4. Элементы теории информации.
- •3.4.1. Основные философские концепции информации. Сущность информации
- •3.4.2. Понятийный аппарат теории информации
- •8. Вероятность.
- •11. Информация. Вероятностные подходы.
- •3.4.3. Термодинамические аспекты информационных процессов
- •9. Подведем итог сказанному.
- •3.4.4. Информационные процессы в управлении.
- •1) Сигналы и сообщения: общие понятия.
- •2) Движение оперативной информации.
- •Сигналы
- •Формирование решений и воздействия
- •3.1. Передача информации. Пропускная способность канала связи
- •3) Передача информации при наличии помех.
- •3.2. Причины искажения сигнала в системах управления.
- •3.3. Проблема неизбыточности сообщения.
- •Энтропия h Шум s Тезаурус
- •3.5. Меры системной динамики
- •Кинематическая система физических величин
- •Фрагмент таблицы размерностей физических величин в системе [vt]
1) В случае деформационного воздействия (работа) роль обобщенной силы играет давление, а сопряженной обобщенной координаты – объем. Тогда
|
(3.30) |
2) При обмене энергией в форме теплоты (теплообмен) обобщенной силой является абсолютная температура, а обобщенной координатой – энтропия (также удельная):
|
(3.31) |
6. Отличительной особенностью обратимого процесса является то, что при полном его осуществлении в прямом и обратном направлении (по замкнутому циклу) отсутствуют какие-либо остаточные изменения в системе и окружающей среде, поскольку, те изменения, которые были произведены в прямом процессе (например, накопленная теплота) «стираются» в ходе обратного процесса.
Процесс, не обладающий этим свойством, есть необратимый процесс. Если система совершает необратимый процесс, то ее возвращение в исходное состояние требует дополнительных затрат со стороны окружающей среды. К примеру, работа, совершенная системой в необратимом процессе, всегда недостаточна для ее возвращения в исходное состояние; требуется приток дополнительной энергии.
Поэтому развитие всегда есть необратимый процесс. Как писал Макс Планк «с каждым необратимым процессом система делает некоторый такой шаг вперед, следы которого ни при каких обстоятельствах не могут быть уничтожены»11.
7. Тип термодинамического процесса, как правило, определяется постоянством какого-либо параметра состояния
1) Адиабатический
процесс - термодинамический процесс,
протекающий в системе без теплообмена
с окружающей средой (
),
то есть в адиабатически изолированной
системе, состояние которой можно изменить
только путем изменения внешних параметров.
Изменение температуры внешних тел не
оказывает влияния на адиабатически
изолированные системы, а их энергия
может
изменяться только за счет работы,
совершенной системой (или над ней).
Согласно первому началу термодинамики (см. далее) при обратимом адиабатном процессе:
|
(3.32) |
Согласно второму началу термодинамики (см. далее) для адиабатического процесса:
|
(3.33) |
причем знак равенства относится только к обратимому процессу. При необратимом процессе энтропия возрастает.
Поэтому обратимый адиабатический процесс называется еще изоэнтропийным процессом.
2) Изобарный (изобарический) процесс – процесс, протекающий при постоянном давлении в системе.
Для его осуществления
к системе необходимо подводить (или
отводить) теплоту
,
которая расходуется на работу расширения
и изменение внутренней энергии
,
то есть:
|
(3.34) |
3) Изотермический
процесс – процесс, протекающий при
постоянстве температуры системы. Такой
процесс может быть осуществлен только
при температурном контакте системы с
внешней средой (термостатом). Для
реализации изотермического процесса
необходимо отводить или подводить к
системе определенное количество теплоты
,
которое затрачивается на работу
при
изменении объема
и
на изменение внутренней энергии
при постоянной температуре
.
Согласно первому началу термодинамики (см. далее)
|
(3.35) |
4) Изохорный (изохорический) процесс – термодинамический процесс, протекающий в системе при постоянном объеме. При этом процессе система не совершает работы и вся подводимая теплота целиком расходуется на изменение внутренней энергии системы.
5) Изоэнтальпийный процесс – термодинамический процесс, протекающий при постоянной энтальпии системы, например, протекание газа через пористую перегородку при отсутствии теплообмена с окружающей средой.
