Термодинамический подход к изучению физических процессов.

Тер­модинамические параметры состояния тела. определяется в случае равновесия равновесными значениями ее параметров: температуры, давления, объема, концентраций компонентов, потенциалов и т. п.; неравновесное состояние характеризуется наличием в системе перепадов (градиентов) температуры, концентрации или др. параметров.

Работа в термодинамике.— 1) способ (форма) изменения внутренней энергии термодинамичес­кой системы, при котором энергия передается в процессе силового взаимодействия макроскопиче­ских тел и происходит изменение внешних пара­метров состояния системы (ср. теплообмен); 2) количество энергии, переданное термодинамиче­ской системе при совершении работы, т. е. в про­цессе силового воздействия на внешние тела (ср. ко­личество теплоты).

Работа является функцией процесса: при переходе системы из одного состояния в другое значение ра­боты зависит от способа (пути), каким осуществ­лялся этот переход. Зависимость работы от пути перехода приводит к тому, что для кругового тер­модинамического процесса работа системы может оказаться не равной нулю, что ис­пользуется во всех тепловых двигателях. Различают работу А, которая совершается систе­мой над внешними телами (при этом система отда­ет часть своей энергии), и работу А', которая совер­шается внешними телами над системой (системе передается энергия). Работы Aw. А' равны по абсо­лютному значению и противоположны по знаку: А = -А'. Работа А считается положительной, а ра­бота А' — отрицательной. Примером работы в термодинамике является рабо­та, совершаемая идеальным газом при его расши­рении под постоянным внешним давлением р: А — = p&V, где AF— изменение объема газа.

Внутрен­няя энергия. тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).

Способы изменения внутренней энергии. Два способа изменения внут­ренней энергии — теплопере­дача и совершение механиче­ской работы. Внутренняя энер­гия тела может изменяться толь­ко в результате его взаимо­действия с другими телами. При механическом взаимодействии тел мерой энергии, переданной от одного тела к другому, является работа А.

При осуществлении теплопе­редачи от одного тела к другому мерой переданной энергии яв­ляется количество теплоты Q. Совершение механической ра­боты называется макроскопиче­ским способом передачи энергии, а теплопередача — микроскопи­ческим.

Количество теплоты. Энергия, переданная телу в результате теплообмена, назы­вается количеством теплоты.

Удельная теплоемкость вещества. Коэффициент пропорциональности в уравнении называется удельной теплоемкостью вещества.

Молярная теплоемкость. Теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме. Уравнение Роберта-Майера.

Первый закон термодинамики.— один из основных законов термодинамики, частный случай закона сохранения энергии . Согласно первому закону термодина­мики изменение внутренней энергии ∆U термодинамической системы при переходе из одного со­стояния в другое равно сумме количества тепло­ты Q, переданного системе, и работы А', совер­шенной над системой: ∆U=Q+A'. Если система сама совершает работу А = -А над внешними тела­ми, то Q = ∆U /+А, т. е. количество теплоты, пере­данное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии ∆U и работу А системы против внешних сил.

Адиабатический процесс. термодинамический процесс, при котором система не получает теплоты извне и не отдает ее. Быстропротекающие процессы (напр., распространение звука) могут приближенно рассматриваться как адиабатный процесс и при отсутствии теплоизолирующей оболочки.