Модель 2. Адиабатическая замкнутая система

Модель 1. Неизолированная замкнутая система.

Термодинамические системы

Рассмотрим примеры термодинамических систем. На основе этих моделей мы будем изучать как равновесные, так и неравновесные процессы.

Цилиндрический сосуд, в котором находится газ (рис. 9.1). Под действием поршня газ может сжиматься или расширяться. Система не изолирована от окружающей среды. Если нет обмена веществом со средой, то она является также замкнутой. При передаче системе тепла может увеличиваться внутренняя энергия системы и совершаться работа. Энтропия системы в обоих случаях возрастает: . При возвращении системы в исходное состояние энтропия S принимает прежнее значение.

Цилиндрический сосуд с поршнем изолирован от окружающей среды (рис. 9.2). Система является адиабатической и замкнутой, т.к. не происходит тепловой обмен с окружающей средой: и нет обмена веществом со средой. Процесс сжатия или расширения газа происходит без изменения энтропии, . Изменение внутренней энергии системы равно работе, совершенной против внешних сил и взятой с обратным знаком:

(9.11)

Если система совершает цикл и возвращается в исходное состояние, то . Внутренняя энергия системы принимает первоначальное значение. Изменение внутренней энергии не зависит от пути перехода системы из точки 1 в точку 2:

Изменение энтропии не зависит от пути, пройденного термодинамической системой:

(9.12)

Из рассмотренных примеров следует, что внутренняя энергия и энтропия являются функциями состояния. Они могут быть выбраны в качестве термодинамических функций, а давление P, объём V, температура T и концентрация n являются параметрами состояния.

Дата добавления: 2014-12-26