Лекция вторая

Вывести сами уравнения состояния на основе начал ТД нельзя. Для каждой конкретной системы они определяются эмпирически, т.е. берутся из опыта, или находятся методами статистической физики. Так что в рамках ТД они считаются заданными при определении системы.

До сих пор не существует удовлетворительной общей теории уравнений состояния, кроме случаев особых простых систем: идеального газа и совершенных кристаллов. Для жидкостей и твердых тел соотношения между параметрами состояния до сих пор получают эмпирически.

Ограничимся рассмотрением простых систем, систем с постоянным числом частиц, состояние которых определяется только одним внешним параметром и температурой.

Термическое уравнение состояния такой системы, записанное в общем виде:

.

Калорическое уравнение состояния, записанное в общем виде:

.

Например:

для идеального газа уравнение состояния (термическое) - это уравнение
Менделеева-Клапейрона ;

для модели реального газа уравнение состояния - это уравнение Ван-дер-Ваальса

- для одного моля вещества.

Если известны два параметра, то третий находится из уравнения состояния

.

Например: , , .

Уравнение состояния изображается в условном пространстве , , поверхностью состояний. Каждой точке такой поверхности соответствует определенное состояние данной системы, и наоборот, точке не лежащей на поверхности не соответствует никакое состояние этой системы. Если мы отметим точками на поверхности состояний, все промежуточные состояния, в которых будет находиться система при совершении квазистатического процесса перехода из начального состояния в некоторое конечное состояние, то, полученная линия, отразит путь перехода от начального состояния в конечное. Таких путей перехода может быть бесконечное множество.

В ряду параметров выделяются величины, которые так же характеризуют состояние системы и меняются с изменением состояния, т.е. зависят от , , . Но эти величины, зависят только от состояния, и, не зависят от того пути, по которому система пришла в это состояние. Они дают более полные сведения о системе и называются функциями состояния.

Величины, независящие от предыстории, а полностью определяющие состояние системы в данный момент называются функциями состояния, т.е. функциями , , .

Дата добавления: 2014-01-05