Предесловие
Что учить?
Не следует думать, что студент или специалист способен уложить в своей голове всю физику, или какой либо раздел физики. Не нужно заучивать то, что легко найти в научных статьях или монографиях. Но нужно знать язык, на котором написаны статьи и книги. Нужно знать грамматику и синтаксис этого языка, чтобы слагать отдельные слова в осмысленные фразы.
Любой язык организован так, что изучение его расширяет ваши знания.
Язык несет в себе множество функций:
1. Он направляет ваши внимание на определенные объекты внешнего мира.
2. Язык определяет стиль вашего мышления. Если в языке нет определенных слов и конструкций, то вы и не замечаете соответствующие предметы их свойства и т.д. (пример со снегом и со слогательным наклонением)
3. Языковые сленги определяют социальные слой и группы населения и служат для разделения на своих и чужих.(Креативно, прикольно, класненько, брутально, драйвово – говорят: “я свой, я свой.”) При этом смысл этих слов может быть и не понятен говорящему.
4. учит определенным нормам поведения и моральным принципам. Русский язык пропитан понятиями христианства и православия. Язык арабский пропитан нормами мусульманства.
Изучая естественный язык, вы осваиваете стиль мышления, нормы поведения народа, говорящего на этом языке и многое другое.
Искусственные языки так же оказывают существенное влияния на ваше мышление.
Язык математике учит вас логическому мышлению. Логическое мышление не дается от рождения. Я часто слышу от «гуманитариев» мне в жизни не понадобилась математика. Это ложь и заблуждение. Вы пользовались математической конструкцией – если{ } то{} иначе{}. Изучение математики изменило ваш стиль мышления, а вы и не заметили этого. Язык объектно-ориентированного программирования выработал новый стиль мышления.
Нужно знать язык термодинамики
Уметь читать специальную литературу по термодинамике
Говорить на языке термодинамики
Кроме языка нущно знать основные экспериментальные факты и теоретические принципы данной дисциплины.
Термодинамическое равновесие. Система и среда
Термодинамика представляет собой системную теорию. Та часть вселенной, которая изучается в термодинамике, рассматривается как система, состоящая из некоторого числа гомогенных подсистем. Каждая из подсистем характеризуется определенными параметрами. Предметом теории является изучение изменения этих параметров. Эти изменения вызываются внешними воздействиями и взаимодействием подсистем между собой. Параметры, относящиеся к форме, положению и скорости системы, почти не употребляются. Параметр времени употребляется лишь для упорядочения последовательности состояний. В этом случае при дифференцировании по времени интерес представляет лишь знак производной. В частности интерес представляет случай, когда производные обращаются в нуль. Это соответствует стационарным состояниям системы и в частности равновесным состояниям.
1.Система и среда
Объектом рассмотрения термодинамики является некоторая ограниченная в пространстве система, то есть макроскопическое тело или совокупность тел.
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.
Система может взаимодействовать со средой. Под взаимодействием понимается обмен веществом или энергией. Закрытые системы – обмениваются со средой только энергией, но не веществом. Изолированные системы (замкнутые) – не взаимодействуют со средой, то есть, не обмениваются со средой ни веществом, ни энергией.
Для не изолированных систем их состояние обусловлено состоянием и свойствами внешней среды. Существенно состояние и свойства не всей среды, а лишь областей среды прилегающих к поверхности системы. Пространственная протяженность этих областей зависит от способа обмена энергией системы со средой. Если система обменивается со средой энергией в виде тепла посредством теплопроводности, то толщина указанной области будет весьма мала. Если известна температура этой области, то нет необходимости рассматривать более удаленные от системы части среды. Если система обменивается со средой энергией посредством излучения, то прилегающая к поверхности системы область среды может иметь астрономические масштабы. Например, солнце, нагревающее воду в теплообменнике.
В классической термодинамике интерес представляют лишь ситуации, при которых область среды, прилегающая к поверхности системы, является однородной по свойствам. Поэтому почти всегда можно ограничиться рассмотрением областей малой макроскопической толщины, прилегающей к поверхности системы. Свойства этой части среды должны быть известны. В дальнейшем под средой будем понимать именно эту область, прилегающую к поверхности системы.
Объектоми внешней среды являются и внешние по отношению к системе дальнодействующие поля (такие, как гравитационное, электрическое, магнитное). Эти поля не отделены от системы в пространстве. Они пронизывают систему и влияют на ее состояние. Источники полей располагаются вне системы и могут быть очень удаленными от системы. Они могут быть исключены из непосредственного рассмотрения, если известны напряженности полей в объеме занимаемой системой.