Особенности термодинамики как науки.

Термодинамика– наука о свойствах энергии в различных её видах и законо­мерностях перехода её от тела к телу, из вида в вид.

Термодинамика подразделяется на:

1. физическую термодинамику (общую);

2. техническую термодинамику;

3. химическую термодинамику;

4. термодинамику электрических и магнитных явлений и т.д.

Также существует деление термодинамики на:

1. равновесную (классическую);

2. неравновесную (находится в стадии развития).

Термодинамика – наука дедуктивная, позволяет получить наиболее об­щие закономерности, которые могут быть применены к конкретным частным случаям.

Термодинамика – наука макроскопическая. Она не рассматривает про­цессы на уровне микрочастиц. В этом заключается её сила и слабость. Термоди­намике чужды представления о модельном строении вещества. Все кардинальные изменения в представлениях о строении вещества не сказыва­ются на основных результатах термодинамики (это её сила), а слабость – в том, что термодинамика не может получить некоторые требуемые соотноше­ния и вынуждена заимствовать эти результаты у других наук, например, об­ращаться к теоретической или экспериментальной физике.

Термодинамика феноменологична, т.е. некоторые положения в термодина­мике не имеют должного теоретического основания и берутся лишь на основании многочисленных опытов и экспериментов.

Термодинамика базируется на понятии макроскопического равновесия, т.е. рассматривают состояния систем тогда, когда все термодинамические про­цессы находятся в равновесном состоянии. Макроскопическое равновесие не означает прекращение взаимодействия на уровне микрочастиц.

Основные определения термодинамики.

Система – тело или совокупность тел, являющихся объектом изучения.

Пр.: Если изучается газ, то системой является газ, всё остальное (сосуд, пор­шень и т.п.) – окружающая среда.

Процесс – изменение физических параметров системы, сопровождающиеся изменением термодинамических параметров системы.

Координаты и потенциалы.

Координатами состояния системы называются величины, которые из­меняются при наличии данного взаимодействия и остаются неизменными при его отсутствии, т.о. координаты состояния системы – это индикаторы наличия данного взаимодействия.

Изменение величины, вызываемой координатой, свидетельствует о наличии процесса.

x_k – обозначение координаты состояния при k-том взаимодействии.

Пример 1. Деформационное (механическое), взаимодействие. Это взаимодействие всегда сопровождается изменением объема системы W, м³. В инженерных расчетах часто используется удельный объем V,

, m – масса системы, кг.

т.о. при деформационном (механическом) взаимодействии координатой состояния взаимодействия является удельный объем V.

W – м³, v,- удельный объём

X_деф является удельный объём v.

Пример 2. Тепловое взаимодействие.

При тепловом взаимодействии всегда имеет место обмен между системой и окружающей средой.

В ходе развития науки было установлено, что координаты состояния системы является величина называемая энтропией.

Удельной энтропией системы называется отношение энтропии к ее массе.

Энтропия как термодинамический параметр системы опытным путем не определяется и определя­ется только опытным путём. Приборов для ее измерения нет. Значения энтропии определяются только расчетным путем по специальным методикам.