1. Негізгі термодинамикалық күй параметрлері. Термодинамикалық жүйе
Дененің физикалық күйі оның сол күйін бейнелейтін күй параметрлері деп аталатын бірқатар шамалармен анықталады. Оған мына төмендегі шамалар жатады: меншікті көлем, абсолюттік қысым, абсолюттік температура, ішкі энергия, энтальпия, энтропия, шоғырлану (концентрация), т.б. Бұлардың алдыңғы үшеуі, яғни меншікті көлем, абсолюттік қысым және температура техникалық термодинамикада негізгі күй параметрлері деп аталады.
Меншікті көлем деп дененің 1 кг массасының көлемін айтады (өлшемділігі м3/кг):
v=V/m, кг/м3 (1.1)
Дененің тығыздығы деп меншiктi көлемге кері шаманы айтады, демек көлемi 1м3 дененің массасы (өлщемділігі кг/м3):
=m/V, кг/м3 (1.2)
Мұндағы V-жұмыстық дененің көлемі, м3;
m-жұмыстық дененің массасы, кг.
Айтылған анықтамаға сәйкес былай жазуға да болады
(1.3)
Қысым. Қысым деп молекулалық-кинетикалық теория көзқарасынан туатын жабық ыдыстың қабырғасына молекулалардың бейберекет қозғалысының әсерінен болатын соққылардың орташа нәтижесін айтады және де ол сол бетке тік түсетін күштің Рп беттің ауданына F қатынасын бейнелейді.
(1.4)
Бұл өлшемділік Па (Паскаль) деп белгіленеді (1Па=1н/м2).
Қысым абсолюттік , атмосфералық а, артық ар және вакуум (сиретілулік) в болып бөлінеді.
Олардың арасында мынадай қатынастар бар:
=а+ар (1.5)
=а- в (1.6)
Қысымды барометр, манометр, вакууметр және әртүрлі түрлендіргіш аспаптар арқылы өлшейді.
Температура жұмыстық дененің бөлшектерінің кинетикалық энергиясына пропорционал болады. Температура төмен болған сайын кинетикалық энергия да төмен болады. Температураның мәнін соған байланысты өзгеретін, физикалық қасиеті өлшеуге ыңғайлы заттың көмегімен температуралық өлшеме (шкала) арқылы табады.
Термодинамикалық температуралық өлшеме термодинамиканың екінші заңына негізделген. Молекулалардың жылулық қозғалысы толық тоқтайтын температураны мүлдем (абсолюттік) нөл немесе санақ бастамасы деп қабылданады. Термодинамикалық температураның өлшемесінің келесі нүктесі ретінде судың үштік нүктесі (мұз, су және бу аралығындағы температуралық теңгерулік) алынады. Бұл жерде T=273,16 К. Температураның өлшем бірлігі ретінде температурасы мүлдем нөлден үштік нүктеге дейінгі аралықтың 1/273,16 бөлігіне тең болатын Кельвин өлшемесі қабылданған. Температураны Цельсия өлшемесімен де өлшейді (нөл –мұздың еру температурасы және 100°С-судың қалыпты қысымда 101325 Па қайнау температурасы).
Кельвин және Цельсий өлшемдерінің арасында мынадай қатынас бар
T=t+273,16К; t=T-273,16°С (1.7)
Термодинамикалық жүйе деп бір бірімен өзара және қоршаған ортамен әрекеттесетін денелердің жиынтығын айтамыз. Мысалы: поршень мен цилиндр арасындағы газ. Егер бұл жүйе басқа жүйелермен энергия немесе зат алмастырмаса, онда ол оқшауланған немесе тұйық жүйе деп, ал егер жылу алмасу болмаса, онда адиабатты жүйе деп аталады.