Работа и теплота

Основные понятия и определения

1. Термодинамическая система – совокупность тел, могущих энергетически взаимодействовать между собой и другими телами и обмениваться с ними веществом.

2. Термодинамическая система, которая не обменивается энергией и веществами с другими системами, называется изолированной.

3. Если состояние термодинамической системы не изменяется во времени, т.е. нет потока веществ и энергии, и ее неизменность не обусловлена внешними процессами, то система называется термодинамически равновесной.

4. Система называется гетерогенной, если она состоит из различных по своим свойствам частей, разграниченных поверхностями раздела.

5. Система, в которой нет поверхностей раздела, называется гомогенной.

6. Совокупность частей гетерогенной системы, разделенных поверхностями раздела и характеризующихся в отсутствие внешнего поля сил одинаковыми физическими свойствами во всех своих точках, называется фазой.

Термодинамические параметры

Совокупность величин, характеризующая состояние термодинамической системы, называется термодинамическими параметрами.

Основные термодинамические параметры – Т, Р, плотность, удельный объем, концентрация.

Р (давление) – характеризует взаимодействие системы с внешней средой. Это параметр состояния, определяемый силой, действующей в теле на единицу площади поверхности по нормали к ней.

Если система находится в равновесии, то давление одинаково во всех ее частях и равно внешнему давлению.

Т (температура) – определяет меру интенсивности теплового движения молекул.

Работа и теплота являются количественными характеристиками двух форм обмена энергией между системой и окружающей средой.

Работа процесса – это энергия, передаваемая одним телом другому при их взаимодействии, не зависящая от температуры этих тел и не связанная с переносом вещества от одного тела к другому.

Работа (А), совершаемая системой, обусловлена взаимодействием между системой и внешней средой, в результате которого преодолеваются внешние силы, нарушившие равновесие в системе. Работа определяется суммой произведений действующих на систему сил или соответствующий путь (давление на изменение объема, поверхностного натяжения, поверхности и т.д.).

Для элементарного процесса, в течение которого внешнее давление можно считать неизменным,

А = ∫PdV

Положительной в термодинамике принято считать работу, произведенную системой над средой (например, расширение газа, парообразование и т.д.).

В случаях, когда работа производится внешними силами, (сжатие газа) ее считают отрицательной.

Энергия, передаваемая одним телом другому при их взаимодействии, зависящая лишь от температуры этих тел и не связанная с переносом вещества от одного тела к другому, называется теплотой процесса. Выделение или поглощение теплоты (Q) системой является результатом нарушения термического равновесия между системой и внешней средой. Теплоту, подводимую к системе, в термодинамике принято считать положительной, а отданную – отрицательной.

Экзотермическая теплота – отрицательна.

Эндотермическая теплота – положительна.

Процесс, при котором система не получает теплоты извне и не отдает ее, называется адиабатным.

Дата добавления: 2014-01-06