Термодинамічний стан. Параметри стану. Термодинамічний метод. Екстенсивні та інтенсивні параметри стану. Питомі та мольні термодинамічні величини. Рівноважні та нерівноважні стани.
Сукупність значення фізичних величин, які визначають енергетичний рівень робочого тіла, називається термодинамічним станом. Під енергетичним рівнем робочого тіла розуміють величину та склад його енергії. Термодинамічний стан є однозначною функцією енергії робочого тіла.
Фізичні величини, які визначають енергетичний рівень робочого тіла, мають назву параметрів термодинамічного стану. Параметри стану: p,v,T,u,h,s;(h – повна енергія, або ентальпія; s – ентропія).
Параметри стану, значення яких пропорційні масі системи або кількості речовини, називають екстенсивними. (V, U, S, H). Параметри стану, величини яких не залежать від маси системи або кількості величини, називають інтенсивними. (P, T, питомі та мольні термодинамічні величини).
Питомими термодинамічними величинами називають екстенсивні параметри стану, які належать до 1 кг речовини. Позначаються маленькими літерами.
Мольними термодинамічними величинами називають екстенсивними параметрами стану, які належать до одного кіло моля речовини.
Основні параметри стану (p, v, T) можуть бути виміряні приладом. Термодинамічний стан може бути визначений за допомогою будь-яких двох основиних параметрів, які називають незалежними.
Стан термодинамічної системи, відповідні параметри якої в усіх її частинах мають одне і те ж саме значення та незмінні при постійних зовнішніх умовах називають рівноважними (квазистатичними). Стан системи, параметри стану якої або хоч один з них мають різне значення в різних її частинах, називається нерівноважним.
Чотири загальні властивості параметрів стану.
Властивості термодинамічних параметрів стану:
Значення параметрів для даного стану можуть бути визначені позначенням двох інших параметрів стану.
Параметри стану є функцією стану, і під час зміни значень параметрів вони визначаються кінцевими станами і не залежать від шляху, за яким робоче тіло міняло свій стан.
Оскільки зміна значень параметрів стану не залежить від шляху, за яким тіло змінює свій стан, то диференціал зміни параметру є повний диференціал.
; 
Якщо зміна значень параметрів протікає за замкненим процесом 1-а-2-с-1, то зміна параметрів у такому процесі дорівнює нулю.
Основні параметри стану робочого тіла: їх позначення, властивості, фізичний зміст, метод і одиниці виміру. Незалежні параметри стану і їх число. Графічне зображення рівноважного стану. Нормальні фізичні умови для газоподібних тіл.
Основні параметри стану (p, v, T) можуть бути виміряні приладом. Термодинамічний стан може бути визначений за допомогою будь-яких двох основиних параметрів, які називають незалежними.
Основні параметри стану
До основних параметрів відносяться: абсолютний тиск, питомий об’єм і абсолютна температура.
Тиском називають силу, з якою діє газ на одиницю поверхні посудини, в якій він знаходиться.
,
Питомими
називають величини,
які віднесені до 1 кількісної одиниці
речовини, в якості якої розглядають 1
кг, 1
і 1 кмоль. Всі питомі величини позначаються
малими літерами.
На
практиці користуються величиною
.
Несистемна
одиниця:
.
В технічній системі одиниць (СО) за одиницю тиску приймають
Температура – це міра нагрітості тіла, або величина, яка вказує на напрям довільного переходу теплоти від більшої температури до меншої.
;
; 
Нормальні
умови:
,
.
Нормальні
технічні умови:
,
.
Рівняння стану ідеального газу
Залежність між трьома параметрами стану називають рівнянням стану.
R – питома газова стала,
.
(1) рівняння Клапейрона-Менделеєва.
R – це величина, яка має однакове значення для всіх термодинамічних станів даного газу. Газова стала має такий фізичний зміст: це потенціальна енергія тиску робочого тіла, яка припадає на 1К його температури.
Фізичний зміст питомої газової сталої R полягає в тому, що це є робота, яку виконує 1 кілограм газу під час свого розрідження в ізобарному процесі під час нагрівання на 1 Кельвін. R=pdv/T
Знайдемо значення газової сталої для нормальних умов (тиск ).
1 мм рт. ст.=133,333 Па р=101325 Па
;
pvm=mRT, m – маса робочого тіла. vm=V;
pV=mRT (2) для m кг газу
, 
–
об‘єм 1 кмоля газу.
– універсальна газова стала
– це величина, яка має однакове значення
для всіх газів і усіх станів.
(3) – рівняння
Клапейро-на-Менделеєва.
Якщо ми маємо n кмоль газу:
(4) – для n кмолей газу.