1. Основные понятия и определения термодинамики

Термодинамика – наука о взаимопревращениях различных форм энергии и законах этих превращений. Термодинамика базируется только на экспериментально обнаруженных объективных закономерностях, выраженных в двух основных началах термодинамики. Термодинамическая система – тело или группа тел, находящихся во взаимодействии, мысленно или реально обособленные от окружающей среды.

Гомогенная система – система, внутри которой нет поверхностей, разделяющих отличающиеся по свойствам части системы (фазы).

Гетерогенная система – система, внутри которой присутствуют поверхности, разделяющие отличающиеся по свойствам части системы.

Фаза – совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, одинаковых по физическим и химическим свойствам, отделённая от других частей системы видимыми поверхностями раздела.

Изолированная система – система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

Закрытая система – система, которая обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается веществом.

Открытая система – система, которая обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией.

Всякое изменение термодинамического состояния системы (изменения хотя бы одного параметра состояния) есть термодинамический процесс.

2.Параметры состояния.

Величины, которые характеризуют физическое состояние тела называются термодинамическими параметрами состояния. Такими параметрами являются удельный объем, абсолютное давление, абсолютная температура, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, концентрация,теплоемкость и т.д. При отсутствии внешних силовых полей (гравитационного, электромагнитного и др.) термодинамическое состояние однофазного тела можно однозначно определить 3-мя параметрами – уд. объемом (υ), температурой (Т), давлением (Р). 

3. Удельный объем, плотность.

Удельный объем – величина, определяемая отношением объема вещества к его массе.υ = V / m , [м³/кг])

Плотность вещества – величина, определяемая отношением массы к объему вещества.ρ = m / V , [кг/м³]

4.Давление и температура.

Давление – с точки зрения молекулярно-кинетической теории есть средний результат ударов молекул газа, находящихся в непрерывном хаотическом движении, о стенку сосуда, в котором заключен газ.Р = F / S ; [Па] = [Н/м²]

Различают…избыточное…и…абсолютное давление. Избыточное давление (Р_и)–разность..между давлением жидкости или газа и давлением окружающей среды. Абсолютное давление (Р) давление отсчитываемое..от..абсолютного..нуля давления или..от

абсолютного вакуума.Это давление является..т/д..параметром..состояния. Абсолютное давление определяется: 1). При давлении сосуда больше атмосферного:Р = Р_и + Р_о ; (1.5)2). При давлении сосуда меньше атмосферного:Р=Р_о +Р_в ;где..Р_о –атмосферное давление; Р_в – давление вакуума.

Температура – характеризует степень нагретости тел, представляет собой меру средней кинетической энергии поступательного движения егомолекул. Чем больше средняя скорость движения, тем вышетемпература тела. За т/д параметр состояния системы принимают термодинамическую температуру (Т), т.е. абсолютную температуру..Она..всегда..положительна,При температуре абсолютного..нуля.(Т=0). Тепловые..движения..прекращаются..и..эта температура является..началом..отсчета..абсолютной температуры.

5.Термодинамическая система: открытая, закрытая, изолированная.

Термодинамическая система — это некая физическая система, состоящая из большого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Также обычно полагается, что такая система подчиняется статистическим закономерностям. Для термодинамических систем справедливы законы термодинамики.

Термодинамические системы подразделяются на однородные по составу (например, газ в сосуде) и неоднородные (вода и пар или смесь газов в сосуде).

Выделяют также изолированные системы, то есть системы, которые не обмениваются с окружающей средой ни энергией, ни веществом, и закрытые системы, которые обмениваются со средой только энергией, но не обмениваются веществом. Если же в системе происходят обменные процессы с окружающей средой, то её называют открытой.

6.Термодинамическое равновесие, равновесный процесс.

Если температура, давление и объем тела могут оставаться без внешнего воздействия неизменными как угодно долго, то такое состояние системы называют равновесным. Если хотя бы один из параметров состояния меняется, то изменяется состояние системы, происходит термодинамический процесс, представляющий собой непрерывную последовательность равновесных состояний.

7. Внутренняя энергия системы.

Внутренняя энергия - это энергия системы за вычетом ее полной механической энергии (которая складывается из кинетической энергии системы  как целого и ее потенциальной энергии в поле внешних сил): =- Внутренняя энергия системы складывается из: а) кинетической энергии непрерывногохаотического движения молекул; б) потенциальной энергии взаимодействия молекул между собой; в) внутримолекулярной энергии (энергии химических связей, ядерной энергии и т.п.).

Для идеального газа внутренняя энергия равна суммарной кинетической энергии хаотическогодвижения всех N молекул газаВнутренняя энергия системы аддитивна, т.е. складывается из внутренних энергий ее частей.Внутренняя энергия системы является функцией состояния. Поэтому приращение внутренней энергии (как и приращение всех функций состояния) всегда будет полным дифференциалом dU.При циклическом процессе, когда система приходит в исходное состояние,  ее внутренняя энергия не меняется.