Первое начало термодинамики

Понятие состояния. Равновесные и неравновесные состояния.

Состояние системы – это совокупность данных, позволяющая предсказать эволюцию системы во времени. Равновесным является такое состояние изолированной системы, в которое она переходит по истечении бесконечно большого промежутка времени. Практически равновесие достигается за конечное время. Если система находится в состоянии равновесия, то в равновесии находятся и отдельные ее макроскопические части. При неизменных внешних условиях такое состояние не меняется со временем. Равновесное состояние характеризуется не- большим числом физических параметров (p, V, T). В процессе перехода из одного равновесного состояния в другое система проходит через непрерывный ряд состояний, которые не являются равновесными. Равновесный процесс, представляя собой непрерывную цепь равновесных состояний, является обратимым, его можно совершать в обратном направлении. Термодинамика дает количественное описание обратимых процессов, а для необратимых процессов устанавливает лишь неравенства и указывает направление их протекания.

Существует два способа изменения состояния системы: к ней подводится тепло Q и над ней совершается работа А. В общем случае, переход системы из одного состояния в другое связан с сообщением системе некоторого количества теплоты ΔQ и совершением системой работы ΔА над внешними телами.

Первое начало термодинамики утверждает, что если система совершает термодинамический цикл (то есть возвращается в исходное состояние), то полное количество теплоты, сообщенное системе на протяжении цикла, равно совершенной ею работе.

Другая формулировка: если к системе подводится тепло Q и над ней производится работа А, то энергия системы возрастает до величины U = Q + A.

Первое начало термодинамики есть выражение закона сохранения энергии для систем, в которых существенную роль играют тепловые процессы. Теплота и работа энергетически эквивалентны и измеряются в одних и тех же единицах. Энергия U является внутренней энергией и функцией состояния системы.

Дата добавления: 2014-01-03