Разделы термодинамики

Что такое термодинамика

Разделы термодинамики
Подробности Категория: Термодинамика 11.12.2014 14:05 7294

Термодинамика — наука, которая изучает тепловые явления, происходящие в телах, не связывая их с молекулярным строением вещества.

В термодинамике считается, что все тепловые процессы в телах характеризуются только лишь макроскопическими параметрами — давлением, объёмом и температурой. А так как их невозможно применить к отдельно взятым молекулам или атомам, то, в отличие от молекулярно-кинетической теории, в термодинамике молекулярное строение вещества в тепловых процессах не учитывается.

Все понятия термодинамики сформулированы как обобщение фактов, наблюдаемых в ходе экспериментов. Из-за этого её называют феноменологической (описательной) теорией тепла.

Термодинамические системы

Термодинамика описывает тепловые процессы, происходящие в макроскопических системах. Такие системы состоят из огромного количества частиц — молекул и атомов, и называются термодинамическими.

Термодинамической системой можно считать любой объект, который можно увидеть невооружённым глазом или с помощью микроскопов, телескопов и других оптических приборов.

Главное, чтобы размеры системы в пространстве и время её существования позволяли провести измерения её параметров — температуры, давления, массы, химического состава элементов и др.

, с помощью приборов, не реагирующих на воздействие отдельных молекул (манометров, термометров и др.).

Для химиков термодинамическкой системой является смесь химических веществ, взаимодействующих между собой в процессе химической реакции. Астрофизики назовут такой системой небесное тело. Смесь горючего с воздухом в автомобильном двигателе, земной шар, наше тело, пишущая ручка, тетрадь, станок и др. — это также термодинамические системы.

Каждая термодинамическая система отделена от окружающей среды границами. Они могут быть реальными — стеклянные стенки пробирки с химическим веществом, корпус цилиндра в двигателе и т.п. А могут быть и условными, когда, например, изучают образование облака в атмосфере.

Если такая система не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом, то её называют изолированной или замкнутой.

Если же система обменивается с внешней средой энергией, но не обменивается веществом, то она называется закрытой.

Открытая система обменивается с внешней средой и энергией, и веществом.

Термодинамическое равновесие

Это понятие также введено в термодинамику, как обобщение результатов экспериментов.

Термодинамическим равновесием называют такое состояние системы, при котором все её макроскопические величины — температура, давление, объём и энтропия — не изменяются во времени, если система является изолированной. В такое состояние может самопроизвольно перейти любая замкнутая термодинамическая система, если остаются постоянными все внешние параметры.

Самый простой пример системы в состоянии термодинамического равновесия — термос с горячим чаем. Температура в нём одинакова в любой точке жидкости. Хотя термос можно назвать изолированной системой лишь приблизительно.

Любая замкнутая термодинамическая система самопроизвольно стремится перейти в термодинамическое равновесие, если не меняются внешние параметры.

Термодинамический процесс

Если меняется хотя бы один из макроскопических параметров, то говорят, что в системе происходит термодинамический процесс. Такой процесс может возникнуть, если изменяются внешние параметры или система начинает получать или передавать энергию. В результате она переходит в другое состояние.

Вспомним пример с чаем в термосе. Если мы опустим в чай кусочек льда и закроем термос, то сразу же появится разница в температурах в разных частях жидкости. Жидкость в термосе будет стремиться к выравниванию температур.

Из областей с более высокой температурой тепло будет передаваться туда, где температура ниже. То есть, будет происходить термодинамический процесс. В конце концов, температура чая в термосе снова станет одинаковой. Но она уже будет отличаться от первоначальной температуры.

Состояние системы изменилось, так как изменилась её температура.

Термодинамический процесс происходит, когда ночью остывает песок, нагретый на пляже в жаркий день. К утру его температура понижается. Но как только взойдёт солнце, процесс нагревания начнётся снова.

Внутренняя энергия

Одно из главных понятий термодинамики — внутренняя энергия.

Все макроскопические тела обладают внутренней энергией, которая является суммой кинетических и потенциальных энергий всех частиц (атомов и молекул), из которых состоит тело. Эти частицы взаимодействуют только между собой и не взаимодействуют с частицами окружающей среды. Внутренняя энергия зависит от кинетической и потенциальной энергии частиц и не зависит от положения самого тела.

U = Ek +Ep

Внутренняя энергия изменяется с изменением температуры. Молекулярно-кинетическая теория объясняет это изменением скорости движения частиц вещества. Если температура тела растёт, то растёт и скорость движения частиц, расстояние между ними становится больше. Следовательно, увеличивается их кинетическая и потенциальная энергия. При понижении температуры происходит обратный процесс.

Для термодинамики важнее не величина внутренней энергии, а её изменение. А изменить внутреннюю энергию можно с помощью процесса теплопередачи или совершая механическую работу.

Изменение внутренней энергии механической работой

Бенджамин Румфорд

Внутреннюю энергию тела можно изменить, совершив над ней механическую работу. Если работа совершается над телом, то механическая энергия превращается во внутреннюю энергию. А если работу совершает тело, то его внутренняя энергия превращается в механическую.

Почти до конца XIX века считалось, что существует невесомое вещество — теплород, которое передаёт тепло от тела к телу. Чем больше теплорода втекает в тело, тем теплее оно будет, и наоборот.

Однако в 1798 г. англо-американский учёный граф Бенджамин Румфорд стал сомневаться в теории теплорода. Причиной тому были нагревания стволов пушек при сверлении. Он предположил, что причиной нагревания является механическая работа, которая совершается во время трения сверла о ствол.

И Румфорд провёл эксперимент. Чтобы увеличить силу трение, взяли тупое сверло, а сам ствол поместили в бочку с водой. К концу третьего часа сверления вода в бочке закипела. Это означало, что ствол получил тепло при совершении механической работы над ним.

Теплопередача

Теплопередачей называют физический процесс передачи тепловой энергии (теплоты) от одного тела к другому либо при непосредственном контакте, либо через разделяющую перегородку. Как правило, теплота передаётся от более тёплого тела к более холодному. Это процесс заканчивается, когда система приходит в состояние термодинамического равновесия.

Энергия, которую получает или отдаёт тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

По способу передачи теплоты теплообмен можно разделить на 3 вида: теплопроводность, конвенция, тепловое излучение.

Теплопроводность

Если между телами или частями тел существует температурная разница, то между ними будет происходить процесс теплопередачи. Теплопроводностью называют процесс переноса внутренней энергии от более нагретого тела (или его части) к менее нагретому телу (или его части).

К примеру, нагрев на огне один конец стального прута, через некоторое время мы почувствуем, что и другой его конец также становится тёплым.

Стеклянную палочку, один конец которой раскалён, мы легко держим за другой конец, не обжигаясь. Но если мы попробуем проделать такой же эксперимент с железным прутом, у нас ничего не получится.

Разные вещества по-разному проводят тепло. Каждое из них имеет свой коэффициент теплопроводности, или удельной проводимости, численно равный количеству теплоты, которая проходит через образец толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 секунду. За единицу температуры принимают 1 К.

Лучше всего проводят тепло металлы. Это их свойство мы используем в быту, готовя пищу в металлических кастрюлях или на сковородках. А вот их ручки не должны нагреваться. Поэтому их делают из материалов с плохой теплопроводностью.

Теплопроводность жидкостей меньше. А газы обладают слабой теплопроводностью.

Мех животных также плохо проводит тепло. Благодаря этому они не перегреваются в жаркую погоду и не замерзают в холодную.

Конвенция

При конвенции теплота передаётся струями и потоками газа или жидкости. В твёрдых телах конвенции нет.

Как возникает конвенция в жидкости? Когда мы ставим на огонь чайник с водой, нижний слой жидкости нагревается, его плотность уменьшается, он движется вверх. Его место занимает более холодный слой воды. Через какое-то время он тоже нагреется и тоже поменяется местами с более холодным слоем. И т.д.

Подобный процесс происходит и в газах. Не случайно батареи отопления размещают в нижней части комнаты. Ведь нагретый воздух всегда поднимается в верхнюю часть комнаты. А нижний, холодный, наоборот, опускается. Затем он нагревается также и вновь поднимается, а верхний слой за это время остывает и опускается.

Конвенция бывает естественная и принудительная.

Естественная конвенция постоянно происходит в атмосфере. В результате этого происходят постоянные перемещения тёплых воздушных масс вверх, а холодных — вниз. В результате возникает ветер, облака и другие природные явления.

Когда естественной конвенции недостаточно, применяю принудительную конвенцию. Например, потоки тёплого воздуха перемещают в комнате с помощью лопастей вентилятора.

Тепловое излучение

Солнце нагревает Землю. При этом не происходит ни теплопередачи, ни конвенции. Так почему же тела получают тепло?

Дело в том, что Солнце является источником теплового излучения.

Тепловое излучение — это электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела. Все окружающие нас тела излучают тепловую энергию. Это может быть видимое световое излучение настольной лампы, или источники невидимых ультрафиолетовых, инфракрасных или гамма-лучей.

Но тела не только излучают тепло. Они его также и поглощают. Одни в большей степени, другие в меньшей. Причём тёмные тела и нагреваются, и охлаждаются быстрее, чем светлые.

В жаркую погоду мы стараемся надеть светлую одежду, потому что она поглощает меньше тепла, чем одежда тёмных тонов.

Автомобиль тёмного цвета нагревается на солнце гораздо быстрее, чем стоящий с ним рядом автомобиль, имеющий светлую окраску.

Это свойство веществ по-разному поглощать и излучать тепло используется при создании систем ночного видения, систем самонаведения ракет на цель и др.

Источник: http://ency.info/materiya-i-dvigenie/termodinamika/370-chto-takoe-termodinamika

Основные понятия и законы термодинамики Термодинамика

Разделы термодинамики

1 Основные понятия и законы термодинамики Термодинамика — один из важнейших разделов физики и физической химии, предметом изучения которого являются: а) основные соотношения, позволяющие рассчитать количество выделенного или поглощенного тепла в физических и химических превращениях и совершаемую при этом работу; б) выявление возможного самопроизвольного течения процессов в определенном направлении, их равновесие.

2 Термодинамика исследует также переходы энергии из одной формы в другую. Термодинамика построена на двух основных законах, называемых первым и вторым началами, и на постулате Планка, который часто рассматривают как третий закон термодинамики.

Общая характеристика термодинамического метода сводится к следующему. Термодинамика базируется на небольшом числе крупных логических обобщений научной и практической деятельности людей. Ни один из ныне известных фактов не противоречит этим обобщениям.

На их основе, используя богатый физико-математический аппарат, выводят ряд отдельных законов и физико-химических соотношений, пригодных для решения более частных и многочисленных физико-химических задач.

Таким образом, термодинамика покоится на методе дедуктивного мышления (от общего — к частному).

3 Термодинамика в классической форме дает ответ лишь о направлении протекания процессов, условиях равновесия системы, ничего не сообщая о скорости процесса, времени достижения равновесия. Термодинамика приложима только к системе с достаточно большим числом атомов или молекул, для которой действительны статистические законы.

Однако ее нельзя применять к Вселенной, ибо термодинамика создана на основании обобщения опытных данных для закрытых систем и только для них безоговорочно справедлива.

Возникновение термодинамики как самостоятельной дисциплины относится к середине прошлого века, хотя некоторые ее закономерности (закон Гесса, принцип Карно) были установлены значительно раньше.

Развитие различных прикладных направлений термодинамики постепенно привело, к их превращению в самостоятельные разделы, из которых можно выделить общую, техническую и химическую термодинамику. В курсе технолого-экологических основ природопользования в большей степени, чем остальное, востребуется обычно знание химической термодинамики.

4 Предметом химической термодинамики служит термодинамическое рассмотрение явлений, относящихся к области химии. Одно из основных понятий термодинамики связано с определением «системы». Система — тело или группа тел, находящихся во взаимодействии и мысленно обособляемых от окружающей среды.

Границы системы можно выбирать произвольно, в том числе физические поверхности раздела. Границы очерчивают так, чтобы исследуемая термодинамическая задача решалась правильно и наиболее легко. По степени однородности свойств системы делят на гомогенные и гетерогенные. В последнем случае они включают несколько фаз.

По степени взаимодействия с окружающей средой различают системы изолированные и неизолированные, закрытые и открытые.

5

6 Изолированные системы — это системы, имеющие постоянный объем, через границы которых не происходит обмена веществом или анергией с окружающей средой. В противном случае мы имеем дело с неизолированной системой.

Закрытые системы не обмениваются веществом с другими системами. Их взаимодействие с ними ограничивается только передачей теплоты и работы. Предметом термодинамического изучения являются только закрытые системы.

7 Состояние системы определяется ее свойствами (термодинамическими параметрами). Свойства системы зависят только от ее начального и конечного состояния и не зависят от пути перехода из одного состояния в другое. Различают интенсивные и экстенсивные свойства.

Экстенсивные свойства пропорциональны количеству вещества. К их числу относятся масса и объем системы. Если к веществу массой 1 кг или объемом 1 л добавить еще такую же массу и объем, то масса и объем объединенной системы составят 2 кг и 2 л.

Другими словами, экстенсивные свойства системы являются аддитивными, т.е. суммирующимися. Интенсивные свойства не зависят от количества вещества, не аддитивны. К ним относятся температура, давление, плотность.

Наиболее важными и часто используемыми свойствами системы являются давление, объем, температура и состав.

8 Переход системы из одного состояния в другое называют процессом. Если при его проведении изменяется состав, то такой процесс именуют химической реакцией. К весьма важным в термодинамике относятся понятия теплоты и работы.

Они не являются функциями состояния и проявляются только при проведении процесса, служат формами передачи энергии (общей меры всех видов движения) от системы к окружающей среде и обратно. Не будучи функцией состояния, работа и теплота зависят от пути проведения процесса.

В соответствии с современными термодинамическими представлениями работа есть упорядоченная форма передачи энергии, а теплота является неупорядоченной формой ее передачи. Одним из наиболее фундаментальных термодинамических понятий является внутренняя энергия U.

Она относится к параметрам состояния и в физическом смысле характеризует общий запас энергии системы, включая энергию: поступательного и вращательного движения молекул; внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы; вращения электронов в атоме; ядер атомов и т.д., но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения.

9 Изменение внутренней энергии является термодинамическим параметром системы. Величина ΔU принимается положительной, если в рассматриваемом процессе она возрастает. Первый закон термодинамики устанавливает связь между количеством получаемой или выделяемой теплоты, количеством произведенной или полученной работы и изменением внутренней энергии системы при проведении термодинамического процесса.

Во всех случаях в закрытой термодинамической системе отношение поглощенного тепла Q к совершенной работе А есть величина постоянная. Q/A= const Это отношение не зависит от свойств системы и пути ее перехода из одного со стояния в другое, т.е. является термодинамическим параметром, и составляет 427 кгм/ккал. При измерении Q и А в одинаковых единицах Q/A =1, в том числе и в круговом процессе.

10 Одна из наиболее ярких формулировок первого закона термодинамики: вечный двигатель первого рода невозможен. Имеются и другие, равноценные, формулировки первого закона.

Одна из них — формулировка закона сохранения энергии: если в каком-либо процессе энергия одного вида исчезает, то вместо нее в строго эквивалентном количестве появляется энергия другого вида. Математическое выражение первого закона термодинамики может быть дано в различных формах.

Наиболее общая: ΔU = Q – A Для процессов, связанных с бесконечно малыми изменениями, уравнение принимает вид dU = δQ — δA где dU — полный дифференциал внутренней энергии системы; δQ и δА — бесконечно малые количества теплоты и работы.

11 Второй закон термодинамики показывает, в каком направлении в заданных условиях (температура, давление, концентрация и т.д.) может протекать самопроизвольно, т.е. без затраты работы извне, тот или иной процесс. Во- вторых, закон определяет предел возможного самопроизвольного течения процессов, т.е.

его равновесное в данных условиях состояние. Для изолированных систем критерием, определяющим самопроизвольное течение процесса, служит термодинамический параметр, получивший название энтропии S.

В этих системах при протекании необратимых процессов энтропия возрастает и достигает максимальных значений при равновесии процесса: S2 – S1 > 0

12 В неизолированных системах о направлении процесса судят по изменению термодинамических потенциалов, также являющихся функциями состояния. Второй закон термодинамики указывает направление возможного процесса, но ничего не сообщает о его скорости.

13 Основной смысл третьего закона сводится к утверждению, что при абсолютном нуле температуры энтропия правильно образованного кристалла любого соединения в чистом состоянии равна нулю. При любом другом состоянии вещества его энтропия больше нуля.

Источник: http://www.myshared.ru/slide/1167820/

Разделы термодинамики

Разделы термодинамики

Современная феноменологическая термодинамика в физике подразделяется на равновесную (классическую) и неравновесную.

Равновесная при этом занимается исследованием равновесных термодинамических систем и процессов в них, а неравновесная — изучением неравновесных процессов в системах, отклонение от термодинамического равновесия в которых считается относительно небольшим и допускает термодинамическое описание.

Рисунок 1. Понятие термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В условиях современного развития, феноменологическая термодинамика выступает в качестве строгой теории, развивающейся на базе нескольких постулатов.

Однако обоснование таких постулатов и их взаимосвязь с законами и также свойствами взаимодействия частиц, из которых строятся термодинамические системы, дает статистическая физика.

Данный раздел физики помогает также выяснить границы применимости термодинамики.

Классическая термодинамика

В рамках равновесной термодинамики в физике введены такие переменные:

  • внутренняя энергия;
  • температура;
  • энтропия;
  • химический потенциал.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Всем им присвоено название «термодинамические параметры» (величины). Классическая термодинамика изучает взаимосвязи термодинамических параметров друг с другом и также с физическими величинами, которые вводятся с целью рассмотрения в иных разделах физики (например, речь может идти о гравитационном или электромагнитном полях, оказывающих непосредственное воздействие на систему).

Замечание 1

Фазовые переходы и химические реакции также включены в предмет изучения классической термодинамики. Однако, наряду с тем, исследование термодинамических систем (значимую роль в которых играют химические превращения), представляет предмет химической термодинамики, а за технические приложения отвечает теплотехника.

В системах, которые не находятся в состоянии термодинамического равновесия (в движущемся газе, например) возможно применение приближения локального равновесия, в котором признается локальное выполнение в каждой точке системы соотношений равновесной термодинамики. Но при этом в неравновесной термодинамике переменные будут рассмотрены уже как локальные, и не только в пространстве, но и во времени (другими словами, возможно вхождение времени в ее формулы в явном виде).

Направления и разделы термодинамики

Рисунок 2. Уравнение термодинамики для равновесных процессов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Классическая термодинамика включила в себя такие разделы:

  • начала термодинамики (иногда их называют аксиомами или законами);
  • уравнения состояния и свойства термодинамических простых систем (идеальный и реальный газы, магнетики, диэлектрики);
  • равновесные процессы с простыми системами;
  • термодинамические циклы;
  • неравновесные процессы;
  • закон не убывания энтропии;
  • термодинамические фазы;
  • фазовые переходы.

Более того, в современную термодинамику входят следующие направления: не экстенсивная термодинамика, строгая математическая формулировка на основе выпуклого анализа, применение термодинамики в отношении нестандартных систем.

Начала термодинамики

Рисунок 3. Третье начало термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Замечание 2

Ученые разделили термодинамику на несколько следующих важных разделов, каждый из которых играет существенную роль в физике: нулевое начало; первое начало; второе начало; третье начало.

Нулевому началу в термодинамике присвоено подобное название из-за своей формулировки уже после вхождения таких разделов, как первое и второе начала, в число стойких понятий в мире науки.

Так, оно формирует утверждение о переходе изолированной термодинамической системы в самопроизвольном порядке с течением времени в позицию термодинамического равновесия и пребывании в нем сколько угодно продолжительно (при неизменном состоянии внешних условий).

Также оно будет называться «общее начало». Термодинамическое равновесие предусматривает непосредственное присутствие в рамках системы определенных разновидностей равновесия, таких как: химическое, тепловое и механическое. Также может присутствовать равновесие фаз.

Классическая термодинамика может свидетельствовать о существовании состояния термодинамического равновесия, однако при этом она ничего не сообщает касательно времени его достижения.

Первое начало термодинамики (еще один ее раздел) является выражением универсального закона сохранения энергии применительно в отношении разноплановых задач термодинамики, при этом он свидетельствует об исключении вероятности появления вечного двигателя первого рода (устройства, способного к совершению работы, исключая соответствующие энергетические затраты).

Второе начало термодинамики будет задавать уже определенные ограничения на направление процессов, чье происхождение становится возможным в пределах термодинамических систем, и исключает при этом вероятность для создания вечного двигателя (второго рода). Фактически к подобному результату пришёл физик Карно в своих научных работах о движущей силе огня.

При этом ученый отталкивался от представлений теории теплорода и не представил ясную формулировку второго начала термодинамики, что было выполнено в 1850—1851 годах независимо К. Кельвином. Существуют определенные разнообразные и эквивалентные формулировки данного закона.

Третье начало термодинамики (представлено теоремой Нернста) представляет собой заявление о том, что энтропия совершенно любой равновесной системы (по мере того, как наблюдается процесс приближения к абсолютному нулю температуры) уже перестает быть зависимой от каких-нибудь параметров состояния и начинает стремиться к определённому пределу.

В своем фактическом выражении теорема Нернста включила в себя два положения, первое из которых постулирует присутствие предела энтропии, стремящегося к абсолютному нулю. Численное значение такого предела принято приравнивать к нулевому показателю.

На основании второго положения теоремы Нернста, все процессы вблизи абсолютного нуля, способствующие переводу системы из одного равновесного состояния в иное, производятся с неизменной энтропией.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/termodinamika/razdely_termodinamiki/

Глава 3. Законы термодинамики

Разделы термодинамики

Термодина́мика (греч. θέρμη —«тепло», δύναμις —«сила») — раздел физики,изучающий соотношения и превращения теплоты идругих форм энергии.В отдельные дисциплины выделились химическаятермодинамика,изучающая физико-химические превращения,связанные с выделением или поглощениемтепла, а также теплотехника.

Втермодинамике имеют дело не с отдельнымимолекулами, а с макроскопическимителами, состоящими из огромного числачастиц. Эти тела называются термодинамическимисистемами.В термодинамике тепловые явленияописываются макроскопическимивеличинами — давлением, температурой, объёмом,…, которые не применимы к отдельныммолекулам и атомам.

В теоретическойфизике нарядус феноменологической термодинамикой,изучающей феноменологию тепловыхпроцессов, выделяют термодинамикустатистическую, которая была созданадля механического обоснованиятермодинамики и была одним из первыхразделов статистическойфизики.

Термодинамикаможет быть применена в широком кругевопросов в области науки и техники,таких, как двигатели,фазовые переходы,химическиереакции,явления переноса, и даже чёрныедыры.

Термодинамика имеет важное значениедля других областей физики и химии,химической технологии, аэрокосмическойтехники, машиностроения, клеточнойбиологии, биомедицинскойинженерии,материаловедения,и полезно в таких других областях,как экономика.

Разделы термодинамики

Современнуюфеноменологическую термодинамикупринято делить на равновесную(термодинамику равновесных процессов,она же термодинамика квазистатическихпроцессов, она же классическаятермодинамика) и неравновесную(термодинамику неравновесных процессов,она же термодинамика необратимыхпроцессов). Равновесная термодинамикавводит в рассмотрение новые (т. е.

те,которым не даётся определения в другихразделах физики) переменные, такие каквнутренняя энергия, температура,энтропия, химический потенциал, а такжекомбинации перечисленных величин. Всеони носят название термодинамическихпараметров (величин).

Предметомрассмотрения классической термодинамикислужат связи термодинамических параметровдруг с другом и с физическими переменными,вводимыми в рассмотрение в другихразделах физики (масса, давление,поверхностное натяжение, сила тока ит. д.).

Химические и фазовые реакции(фазовые переходы первого рода) такжеесть предмет изучения классическойтермодинамики, поскольку в этом случаерассматриваются связи между массамикомпонентов системы и их химическимипотенциалами.

Классическая термодинамикарассматривает термодинамическиепеременные как локальные в пространствевеличины (на любую систему всегдадействует, как минимум, одно силовоеполе — поле тяготения). Время в явномвиде в формулы классической термодинамикине входит.

Это, однако, вовсе не означает,что классическая термодинамикарассматривает только состояния системыи не рассматривает их изменения, т. е.процессы. Просто предметом её вниманияслужат такие относительно медленнопротекающие (квазистатические) процессы,для которых в каждый данный моментвремени систему можно считать находящейсяв состоянии термодинамического равновесия(равновесные процессы). Процесс можносчитать квазистатическим, если времяего протекания много большевременирелаксации рассматриваемойсистемы.

В неравновеснойтермодинамике переменные рассматриваютсякак локальные не только в пространстве,но и во времени, т. е. в её формулы времяможет входить в явном виде.

Любопытно,что посвящённая вопросам теплопроводностиклассическая работа Фурье «Аналитическаятеория тепла» (1822) опередила не толькопоявление неравновесной термодинамикикак полноправного раздела науки (настолетие с лишним), но и работу Карно«Размышления о движущей силе огня и омашинах, способных развивать эту силу»(1824), которую принято считать точкойотсчёта в истории классическойтермодинамики.

Классическаятермодинамика состоитиз разделов:

  • Начала термодинамики (иногда также называемые законами или аксиомами).

  • Уравнения состояния и свойства простых термодинамических систем (идеальный газ, реальный газ, диэлектрики и магнетики и т. д.)

  • Равновесные процессы с простыми системами, термодинамические циклы.

  • Неравновесные процессы и закон неубывания энтропии.

  • Термодинамические фазы и фазовые переходы.

Кроме этого,современная термодинамика включаеттакже следующие направления:

  • строгая математическая формулировка термодинамики на основе выпуклого анализа;

  • неэкстенсивная термодинамика;

  • применение термодинамики к нестандартным системам.

Источник: https://studfile.net/preview/2975247/page:4/

Booksm
Добавить комментарий