Cтраница 2
По аналогии с первым и вторым началами термодинамики, каждое из которых ( как это будет показано в последующем) устанавливает существование определенной величины - функции равновесного состояния термодинамической системы. [16]
Второй закон термодинамики представляет собой ряд положений, относящихся к различным состояниям и процессам в термодинамической системе. Равновесным состоянием термодинамической системы называют состояние, при котором параметры состояния неизменны при неизменных внешних условиях. [17]
В термодинамике внутренняя энергия определяется следующим образом. Примем произвольное равновесное состояние термодинамической системы за нулевое, то есть будем считать, что внутренняя энергия системы в этом состоянии равна нулю. Внутренней энергией системы в каком-либо равновесном состоянии называется работа внешних сил по переводу системы любым адиабатическим путем из нулевого состояния в рассматриваемое состояние. Если такой перевод невозможен, внутренней энергией называется взятая с противоположным знаком работа внешних сил по переводу системы любым адиабатическим путем из рассматриваемого состояния в нулевое. [18]
Отыскание равновесного состояния изолированной системы методами классической термодинамики сводится к отысканию состояния, для которого ( fS) E равно нулю. Этот метод отыскания равновесного состояния термодинамической системы аналогичен методу возможных перемещений в теоретической механике. [19]
Мы знаем, что равновесное состояние термодинамической системы полностью описывается заданием ее внутренней энергии, объема и числа частиц. И, поскольку объем и число частиц разных тел, находящихся в тепловом контакте, могут оставаться неизменными при выравнивании их температуры, мы должны заключить, что изменение последней происходит в этом случае только вследствие перераспределения между ними энергии. [20]
Положение о существовании температуры может быть сформулировано также следующим образом. В § 1 мы установили, что равновесное состояние термодинамической системы характеризуется внешними и внутренними параметрами, причем внутренние параметры зависят от положения и движения молекул системы и значений внешних параметров. [21]
Положение о существовании температуры может быть сформулировано также следующим образом. В § 1 мы установили, что равновесное состояние термодинамической системы характеризуется внешними и внутренними параметрами, причем внутренние параметры зависят от положения и движения молекул системы и значений внешних параметров. Положение же о существовании температуры устанавливает, что состояние термодинамического равновесия определяется совокупностью внешних параметров и температурой. [22]
Круговой процесс может быть равновесным ( квазиравновесным, квазистатическим) или неравновесным. Напомним, что всякий равновесный процесс представляет собой непрерывную последовательность равновесных состояний термодинамической системы, то есть таких состояний, в которых все параметры имеют определенные значения и могли бы оставаться таковыми сколь угодно долго при неизменных внешних условиях. В равновесном процессе внешние условия изменяются настолько медленно ( в пределе - бесконечно медленно), что в каждый момент времени термодинамическая система успевает прийти в равновесие с внешней средой. Всякий равновесный процесс является обратимым в следующем смысле: термодинамическую систему можно вернуть из конечного состояния в исходное, и при этом во внешней среде не произойдет никаких изменений; в обратном процессе система побывает во всех тех состояниях, через которые она проходила в прямом процессе. В частности, при обратном переходе система получит такое же количество теплоты, которое она отдала во внешнюю среду, над системой будет совершена такая же работа, которую сама система совершила над внешними телами в прямом процессе. [23]
Однако бесконечно медленное протекание процессов практически невыполнимо и является предельным. Равновесные процессы можно описать графически, например, в виде изотерм ( см. рис. 1.3); при этом каждая кривая характеризует совокупность равновесных состояний термодинамической системы. [24]
Одной из основных и фундаментальных характеристик любой термодинамической системы является то, насколько она холодна или горяча в данный момент времени. Степень охлаждения или нагрева описывают с помощью понятия температуры. В классической термодинамике понятие температуры вводят для равновесного состояния термодинамической системы. При этом постулируют, что две системы, каждая из которых находится в равновесии с третьей системой, находятся в равновесии и между собой. Можно показать, что равновесие трех систем означает существование у них для задания состояния термодинамической системы общего переменного, называемого температурой. Любая из этих трех систем может играть роль термометра, который показывает температуру на некоторой удобной, но произвольной шкале. [25]
Под устойчивым равновесным состоянием понимается такое равновесие термодинамической системы v при котором всякое ( совместимое с / наложенными условиями) бесконечно малое воздействие вызывает только бесконечно малое изменение состояния системы. В противоположность этому под неустойчивым равновесным состоянием понимается такое равновесное состояние термодинамической Системы, при котором бесконечно малое воздействие ( совместимое с наложенными условиями) может вызывать конечное изменение термодинамического состояния системы. [26]