2. Первое, второе и третье начало термодинамики.

Предметом термодинамики является рассмотрение общих закономерностей превращение энергии при ее переносе в форме теплоты и работы между телами. В зависимости от характера обмена энергии и массы с окружающей среды через границы различают 3 группы систем: 1). Изолированные – не обмениваются с внешней средой ни энергией, ни массой. 2). Закрытые – через свои границы обмениваются энергией с окружающей средой, но не могут обмениваться массой. 3). Открытые – обмениваются с окружающей средой и массой и энергией. Процессы, протекающие в системе и изменяющие ее состояние могут быть: 1). Равновесными (обратные) процессы протекают в системе, что вызванные ими изменения в состоянии системы могут произойти в обратном направлении без дополнительных изменений в окружающей среде (рассматривается главным образом в термодинамике). 2). Неравновесные (необратимые) – к ним относятся реальные превращения в природе и их протекание в обратном направлении сопровождается остаточными изменениями в системе. 1ый закон термодинамики: количество теплоты, перешедшее системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы. Обычная запись: δQ = dU + δA, что означает, что теплота δQ, поглощенная системой из внешней среды, идет на увеличение внутренней энергии dU системы и совершение работы δA против внешних сил. В общем случае δA вкл работу против сил внешнего давления рdv и макс полезную работу δA’max, сопр-ю хим превращения: δA= δA’max + рdv. Опыты показали, что кол-во энергии поглощенной за сутки челов-м организмом вместе с пит-ми вещ-ми равно выделенной за это же время теплоте.Этот результат подтверждает справедливость для организмов 1го закона терм-ки. След-но, сами по себе организмы не явл-ся независимым источником какой-либо новой формы энергии. 2ой законтермодинамики: этот закон устанавливает критерий, отражающий одностороннюю направленность необр-х процессов независимо от их конкретной природы. Согласно ему состояние системы м б описано особой функцией состояния – энтропией S. Изменение энтропии dS опр-ся суммарным значением поглощенных системой приведенных теплот Q/Т. При бесконечно малом изменении сост-я сис-мы изменение энтропии dS равно или больше значения поглощенной систмой элементарной приведенной теплоты δQ/T. dS ≥ δQ/T (если процесс носил соотвественно равновесный или неравновесный характер). Для с-мы, не совершающей теплообмена с внешней средой, δQ=0 и урав-е примет вид: dS ≥ 0. След-но, в изолированной сис-ме энтропия остается неизменной в равновесных и возрастает в неравновесных процессах. Это и является критерием напрвленности преращений в изолированной системе.т о протекающий в изолированной сис-ме самопроизвольный неравновесный процесс всегда вызывает увеличение энтропии до ее макс-х значений при окончании процесса и устан-ии термодинамического равновесия. 3ий закон термодинамики (теорема Нернста) — физический принцип, определяющий поведение энтропии при абсолютном нуле температуры. Планк сформулировал третье начало термодинамики, как условие обращения в нуль энтропии всех тел при стремлении температуры к абсолютному нулю:S →0. Отсюда S₀ = 0, что даёт возможность определять абсолютное значения энтропии и других термодинамических потенциалов. Формулировка Планка соответствует определению энтропии в статистической физике через термодинамическую вероятность (W) состояния системы S = klnW. При абсолютном нуле температуры система находится в основном квантово-механическом состоянии, для которого W = 1/ . Следовательно, энтропия S при T→0 равна нулю. Из третьего начала термодинамики следует, что абсолютного нуля температуры нельзя достигнуть ни в каком конечном процессе, связанном с изменением энтропии, к нему можно лишь асимптотически приближаться, поэтому третье начало термодинамики иногда формулируют как принцип недостижимости абсолютного нуля температуры. Температу́ра— физическая величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Температура - одно из самых глубоких понятий термодинамики . Температура играет столь же важную роль в термодинамике , как , например процессы. Температура является интенсивным параметром и служит мерой интенсивности теплового движения молекул. Изложенное положение о существовании температуры как особой функции состояния равновесной системы представляет второй постулат термодинамики.его наз-т нулевым началом , так как оно подобно первому и второму началу определяющим существование некоторых функций состояния , устанавливает существование температуры у равновесных систем.