Термодинамика – раздел теоретической физики. Предметом является исследование больших систем. Устанавливает физические характеристики, определяющие закономерности их поведения

Система – макроскопическое тело или совокупность тел, выделенная мысленно или физически из материального мира.

Среда - совокупность тел и полей окружающего мира внешние по отношению к данной выделенной системе.

Ваимодействие – обмен веществом или энергией между системами и средой.

По типу взаимодействия системы подразделяют на

Открытые системы – обмениваются со средой энергией и веществом

Закрытые системы – обмениваются со средой только энергией, но не веществом.

Изолированные системы (замкнутые) – не взаимодействуют со средой, то есть, не обмениваются ни веществом, ни энергией.

Исходное положение термодинамики (общее начало термодинамики)

Любая система, при неизменном состоянии внешней, однородной среды (и в присутствии внешних полей – при неизменной их напряженности), стремится к некоторому конечному состоянию и, достигнув этого состояния, за достаточное время, пребывает в нем неопределенно долго.

Это состояние называется равновесием, точнее устойчивым равновесием.

Состояния бывают:

Равновесными

устойчиво равновесными (стабильные)

метастабильными

частично равновесными (квазиравновесным состоянием) (имеется запрет на какие–либо релаксационные процессы. Пример механическое, упругое равновесие)

неустойчиво– равновесное (лабильное состояние)

безразличного равновесия.

Не равновесными

Замороженными – называют неравновесные состояния, в котором система может пребывать неограниченно долго при неизменных свойствах из-за очень низких скоростей релаксацционных процессов

стационарными – состояния неизменные во времени возникают в системе при неизменных, но неоднородных внешних условиях. Характеризуются наличием постоянных неизменных потоков, поддерживаемых за счет внешней среды.

Термодинамические параметры

Макроскопические характеристики равновесных систем

Экстенсивные - зависят от количества вещества в системе. Характеризуют систему.

Интенсивные- не зависят от количества вещества.

Интенсивныe меры равновесия. Характеризуют состояние системы. Равновесные системы однородны в отношении этих мер,

температура – интенсивная мера теплового равновесия, постулируемая нулевым началом термодинамики. давление – интенсивная мера механического равновесия жидких и газообразных тел. химические потенциалы компонентов интенсивные меры вещественного равновесия в многокомпонентной системе.

удельные параметры. образуемые делением экстенсивных параметров на количество вещества в системе, выраженное в молях или грамм-атомах. Характеризуют вещество.

плотности, получаемые делением экстенсивных параметров на объем системы. Характеризуют вещество.

транзитивность равновесия состоит в следующем: если А находится в равновесии с В и С находится в равновесии с В, то А находится в равновесии с С.

Параметры, характеризующие систему, называют внутренними, а параметры, характеризующие среду – внешними (управляемые внешние параметры)

В любой ситуации внутренние параметры являются функциями внешних управляемых параметров.

Макроскопический процесс представляет собой непрерывную смену во времени микросостояний.

равновесный процесс – непрерывная смена равновесных состояний.

Квазистатический процесс– достаточно медленный процесс физически неотличимый от равновесного. скорость релаксации системы к равновесию много больше скорости изменения управляемых параметров. Квазистатическими могут быть только вынужденные процессы, организованные посредством управляемых внешних параметров

Процесс называется циклическим, если в ходе его система возвращается в исходное состояние

Вынужденные процессы могут быть обратимыми и необратимыми. Пусть система переходит из исходного равновесного состояния I в конечное состояние 2, затем из состояния 2 в состояние I. Процесс обратим, если при обратном процессе, система проходит в обратном порядке через ту же последовательность промежуточных состояний, через которую она проходила в прямом процессе. В противном случае процесс не обратим.