1)Понятие термодинамической системы. Виды термодинамических систем.

Термодинамическая система — совокупность макроскопических тел, которые могут взаимодействовать между собой и с др. Телами (внешней средой) — обмениваться с ними энергией и веществом.

Термодинамические системы бывают трех видов:

• Изолированные (нет обмена ни веществом, ни энергией с окружающей средой).

• Закрытые (замкнутые) (нет обмена веществом с окружающей средой).

• Открытые (есть и энерго- и массообмен с окружающей средой)

Энергию любой системы можно разделить на две части:

• 1) энергия, зависящая от положения и движения системы, как целого, и

• 2) энергия, определяемая движением и взаимодействием микрочастиц, образующих систему.

• Вторую часть называют внутренней энергией системы u.

Внутренняя энергия u включает в себя:

• Кинетическую энергию теплового движения частиц;

• Потенциальную энергию, заключенную в химических связях;

• Внутриядерную энергию.

В системах, химический состав которых в ходе энергетических преобразований остается неизменным, при вычислении внутренней энергии можно учитывать только энергию теплового движения частиц.

• Примером такой системы является идеальный газ.

Свободная энергия есть та работа, которую могло бы совершить тело в обратимом изотермическом процессе, или свободная энергия есть максимальная возможная работа, которую может совершить система, обладая каким-то запасом внутренней энергии. Внутренняя энергия системы u равна сумме свободной (f) и связанной энергии(ts):

Связанная энергия – та часть внутренней энергии, которая не может быть превращена в работу, – это обесцененная часть внутренней энергии.         При одной и той же температуре связанная энергия тем больше, чем больше энтропия.         Таким образом, энтропия системы есть мера обесцененности ее энергии (т.е. Мера той энергии, которая не может быть превращена в работу).         В термодинамике есть еще понятие – энергетическая потеря в изолированной системе:

Где t_мин - температура окружающей среды.

Обратимый процесс (то есть равновесный) — термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений.

Обратимые процессы дают наибольшую работу. Бо́льшую работу от системы вообще получить невозможно. Это придает обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему.

Необратимым называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все реальные процессы необратимы. Примеры необратимых процессов: диффузия, термодиффузия, теплопроводность, вязкое течение и др. Переход кинетической энергии макроскопического движения через трение в теплоту, то есть во внутреннюю энергию системы, является необратимым процессом

Диссипация энергии (лат. Dissipatio — рассеяние) — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. П.) В энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте — в теплоту. Системы, в которых энергия упорядоченного движения с течением времени убывает за счёт диссипации, переходя в другие виды энергии, например в теплоту или излучение, называются диссипативными

Если диссипация энергии происходит в замкнутой системе, то энтропия системы возрастает. Диссипация энергии в открытых системах, обусловленная процессами уноса энергии из системы, например в виде излучения, может приводить к уменьшению энтропии рассматриваемой системы при увеличении полной энтропии системы и окружающей среды.