Общие сведения о термодинамике

Начала термодинамики. Представления об энтропии

► Термодинамика — это наука о наиболее общих свойствах макро­скопических тел и систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода из одного состояния в другое.

Классическая термодинамика изучает физические объекты материального мира только в состоянии термодинамического равновесия. Здесь подразумевается такое состояние, в которое с течением времени приходит система, находящаяся при определенных неизменных внешних условиях и определенной постоянной температуре окружающей среды. Для таких равновесных состояний понятие времени несущественно. Поэтому время в явном виде как параметр в термодинамике не используется. В первоначальном виде эта дисциплина называлась «механическая теория тепла». Термин «термодинамика»был введен в научную литературу в 1854 г. В. Томсоном. Равновесные процессы классической термодинамики позволяют также судить о закономерностях процессов, происходящих при установлении равновесия, то есть рассматривает пути к установлению термодинамического равновесия.

Вместе с тем термодинамика рассматривает условия существования необратимых процессов. Например, распространение молекул газа (закон диффузии) ведет, в конце концов, к равновесному состоянию, а обратный переход такой системы к первоначальному состоянию термодинамика запрещает.

Задачей термодинамики необратимых процессов сначала было изучение неравновесных процессов для состояний, не слишком сильно отличающихся от равновесного. Возникновение термодинамики необратимых процессов относится к 50-м гг. прошлого столетия. Она сформироваласьпа базе классической термодинамики, которая возникла во второй половине XIX в. В становлении классической термодинамики выдающуюся роль сыграли работыН. Карпо, Б. Клапейрона, Р. Клаузиуса идр. Прошло сравнительно много времени, прежде чем стало попятно, что классическая термодинамика является по су­ществу термостатикой, а основополагающие уравнения Фурье— Ома—Фика и Навье—Стокса представляют собой элементы будущей термодинамики. Здесь следует назвать одного из пионеров нового направления в термодинамике — американского физика Л. Онсагера (Нобелевская премия 1968 г.), а также голландско-бельгийскую школу И. Пригожина, С. де Грота, П. Мазура. В 1977 г. бельгийско­му физику и физикохимику русского происхождения Илье Романовичу Пригожинубыла присуждена Нобелевская премия по химии «за вклад в теорию неравновесной термодинамики, в особенности — в теорию диссипативных структур, и за ее применения в химии и биологии».

Дата добавления: 2014-01-06