თერმოდინამიკური სისტემა და მისი პარამეტრები. სკოლის ენციკლოპედია

შესავალი. თბოინჟინერიის საგანი. ძირითადი ცნებები და განმარტებები. თერმოდინამიკური სისტემა. მდგომარეობის პარამეტრები. ტემპერატურა. წნევა. სპეციფიკური მოცულობა. მდგომარეობის განტოლება. ვან დერ ვაალის განტოლება .

ერთეულებს შორის თანაფარდობა:

1 ბარი = 10 5 Pa

1 კგ/სმ 2 (ატმოსფერო) = 9,8067 10 4 Pa

1 მმ ვწყ st (ვერცხლისწყლის მილიმეტრი) = 133 Pa

1 მმ წყალი. Ხელოვნება. (წყლის სვეტის მილიმეტრი) = 9,8067 Pa

სიმჭიდროვე - ნივთიერების მასის შეფარდება ამ ნივთიერების მიერ დაკავებულ მოცულობასთან.

სპეციფიკური მოცულობა - სიმკვრივის ორმხრივი, ე.ი. ნივთიერების მიერ დაკავებული მოცულობის თანაფარდობა მის მასასთან.

განმარტება: თუ თერმოდინამიკურ სისტემაში იცვლება სისტემაში შემავალი სხეულის რომელიმე პარამეტრი მაინც, მაშინ სისტემა განიცდის თერმოდინამიკური პროცესი .

მდგომარეობის ძირითადი თერმოდინამიკური პარამეტრები P, V, Tერთგვაროვანი სხეულები დამოკიდებულნი არიან ერთმანეთზე და ურთიერთდაკავშირებულნი არიან მდგომარეობის განტოლებით:

F (P, V, T)

იდეალური გაზისთვის, მდგომარეობის განტოლება იწერება შემდეგნაირად:

პ- წნევა

ვ- კონკრეტული მოცულობა

თ- ტემპერატურა

რ- გაზის მუდმივი (თითოეულ გაზს აქვს თავისი მნიშვნელობა)

თუ მდგომარეობის განტოლება ცნობილია, მაშინ უმარტივესი სისტემების მდგომარეობის დასადგენად საკმარისია ვიცოდეთ 3-დან ორი დამოუკიდებელი ცვლადი.

P = f1 (v, t); v = f2 (P, T); T = f3 (v, P).

თერმოდინამიკური პროცესები ხშირად გამოსახულია მდგომარეობის გრაფიკებზე, სადაც მდგომარეობის პარამეტრები გამოსახულია ღერძების გასწვრივ. ასეთი გრაფის სიბრტყეზე წერტილები შეესაბამება სისტემის გარკვეულ მდგომარეობას, გრაფიკზე ხაზები შეესაბამება თერმოდინამიკურ პროცესებს, რომლებიც სისტემას გადააქვს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში.

განვიხილოთ თერმოდინამიკური სისტემა, რომელიც შედგება დგუშის მქონე ჭურჭელში გაზის ერთი სხეულისგან, ხოლო ჭურჭელი და დგუში ამ შემთხვევაში გარე გარემოა.

მოდით, მაგალითად, გაზი გაცხელდეს ჭურჭელში, შესაძლებელია ორი შემთხვევა:

1) თუ დგუში ფიქსირდება და მოცულობა არ იცვლება, მაშინ ჭურჭელში წნევა გაიზრდება. ამ პროცესს ე.წ იზოქორიული(v = const), მუშაობს მუდმივი მოცულობით;

ბრინჯი. 1.1. იზოქორული პროცესები P-Tკოორდინატები: v 1 >v 2 >v 3

2) თუ დგუში თავისუფალია, მაშინ გაცხელებული გაზი გაფართოვდება; მუდმივი წნევის დროს ეს პროცესი ე.წ იზობარული (პ= const), მუშაობს მუდმივი წნევით.

ბრინჯი. 1.2 იზობარული პროცესები ვ - თკოორდინატები: P 1 > P 2 > P 3

თუ დგუშის გადაადგილებით შეცვლით ჭურჭელში გაზის მოცულობას, მაშინ შეიცვლება აირის ტემპერატურაც, თუმცა, ჭურჭლის გაციებით გაზის შეკუმშვისას და გაფართოების დროს გახურებით, შეგიძლიათ მიაღწიოთ, რომ ტემპერატურა იყოს მუდმივი. მოცულობისა და წნევის ცვლილებებით, ამ პროცესს ე.წ იზოთერმული (თ= კონსტ).

ბრინჯი. 1.3 იზოთერმული პროცესები პ-ვკოორდინატები: T 1 > T 2 > T 3

პროცესს, რომლის დროსაც სისტემასა და გარემოს შორის სითბოს გაცვლა არ ხდება, ეწოდება ადიაბატური, ხოლო სისტემაში სითბოს რაოდენობა მუდმივი რჩება ( ქ= კონსტი). რეალურ ცხოვრებაში, ადიაბატური პროცესები არ არსებობს, რადგან შეუძლებელია სისტემის სრული იზოლირება გარემოსგან. თუმცა, ხშირად ხდება პროცესები, რომლებშიც სითბოს გაცვლა გარემოსთან ძალიან მცირეა, მაგალითად, ჭურჭელში გაზის სწრაფი შეკუმშვა დგუშით, როდესაც სითბოს ამოღების დრო არ აქვს დგუშისა და ჭურჭლის გაცხელების გამო.

ბრინჯი. 1.4 ადიაბატური პროცესის სავარაუდო გრაფიკი პ-ვკოორდინატები

განმარტება: წრიული პროცესი (ციკლი) - არის პროცესების ერთობლიობა, რომელიც აბრუნებს სისტემას საწყის მდგომარეობაში. ციკლში შეიძლება იყოს ნებისმიერი რაოდენობის ცალკეული პროცესი.

წრიული პროცესის კონცეფცია ჩვენთვის საკვანძოა თერმოდინამიკაში, რადგან ატომური ელექტროსადგურის მუშაობა ეფუძნება ორთქლის წყლის ციკლს, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ შეგვიძლია განვიხილოთ ბირთვში წყლის აორთქლება, ტურბინის როტორის ბრუნვა. ორთქლით, ორთქლის კონდენსაცია და წყლის ნაკადის ბირთვში, როგორც ერთგვარი დახურული თერმოდინამიკური პროცესი ან ციკლი.

განმარტება: სამუშაო სხეული - ნივთიერების გარკვეული რაოდენობა, რომელიც მონაწილეობს თერმოდინამიკურ ციკლში, ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს. RBMK რეაქტორის ქარხანაში სამუშაო სითხე არის წყალი, რომელიც ორთქლის სახით ბირთვში აორთქლების შემდეგ, მუშაობს ტურბინაში, აბრუნებს როტორს.

განმარტება: ენერგიის გადაცემას თერმოდინამიკური პროცესში ერთი სხეულიდან მეორეზე, რომელიც დაკავშირებულია სამუშაო სითხის მოცულობის ცვლილებასთან, მის მოძრაობასთან გარე სივრცეში ან მისი პოზიციის ცვლილებასთან, ე.წ. პროცესის მუშაობა .

თერმოდინამიკური სისტემა

ტექნიკური თერმოდინამიკა (t/d) იკვლევს სითბოს სამუშაოდ გადაქცევის ორმხრივ მოდელებს. იგი ადგენს ურთიერთობას თერმულ, მექანიკურ და ქიმიურ პროცესებს შორის, რომლებიც ხდება სითბოს და სამაცივრო მანქანებში, სწავლობს აირებსა და ორთქლებში მიმდინარე პროცესებს, აგრეთვე ამ სხეულების თვისებებს სხვადასხვა ფიზიკურ პირობებში.

თერმოდინამიკა ემყარება თერმოდინამიკის ორ ძირითად კანონს (პრინციპს):

თერმოდინამიკის პირველი კანონი- ენერგიის გარდაქმნისა და კონსერვაციის კანონი;

თერმოდინამიკის II კანონი- ადგენს პირობებს მაკროსკოპული პროცესების წარმოშობისა და მიმართულების სისტემებში, რომლებიც შედგება დიდი რაოდენობით ნაწილაკებისგან.

ტექნიკური ტექნოლოგია, ძირითადი კანონების გამოყენება სითბოს მექანიკურ სამუშაოდ გადაქცევის პროცესებზე და პირიქით, შესაძლებელს ხდის სითბოს ძრავების თეორიების შემუშავებას, მათში მიმდინარე პროცესების შესწავლას და ა.შ.

კვლევის ობიექტია თერმოდინამიკური სისტემა,რომელიც შეიძლება იყოს სხეულთა ჯგუფი, სხეული ან სხეულის ნაწილი. რასაც სისტემის გარეთ არის ე.წ გარემო. T/D სისტემა არის მაკროსკოპული სხეულების კოლექცია, რომლებიც ცვლის ენერგიას ერთმანეთთან და გარემოსთან. მაგალითად: t/d სისტემა არის გაზი, რომელიც მდებარეობს ცილინდრში დგუშით, ხოლო გარემო არის ცილინდრი, დგუში, ჰაერი და ოთახის კედლები.

Იზოლირებული სისტემა - t/d სისტემა არ ურთიერთქმედებს გარემოსთან.

ადიაბატური (თბოიზოლირებული) სისტემა - სისტემას აქვს ადიაბატური გარსი, რომელიც გამორიცხავს სითბოს გაცვლას (თბოგაცვლას) გარემოსთან.

ჰომოგენური სისტემა - სისტემა, რომელსაც აქვს იგივე შემადგენლობა და ფიზიკური თვისებები მის ყველა ნაწილში.

ჰომოგენური სისტემა - შემადგენლობისა და ფიზიკური სტრუქტურის ერთგვაროვანი სისტემა, რომლის შიგნით არ არის ინტერფეისები (ყინული, წყალი, აირები).

ჰეტეროგენული სისტემა - სისტემა, რომელიც შედგება რამდენიმე ჰომოგენური ნაწილისგან (ფაზებისგან), განსხვავებული ფიზიკური თვისებებით, ერთმანეთისგან გამოყოფილი ხილული ინტერფეისებით (ყინული და წყალი, წყალი და ორთქლი).
სითბოს ძრავებში (ძრავებში) მექანიკური სამუშაოები ხორციელდება სამუშაო სითხეების - გაზის, ორთქლის დახმარებით.

თითოეული სისტემის თვისებები ხასიათდება რიგი რაოდენობით, რომლებსაც ჩვეულებრივ თერმოდინამიკურ პარამეტრებს უწოდებენ. განვიხილოთ ზოგიერთი მათგანი, ფიზიკის კურსიდან ცნობილი მოლეკულური კინეტიკური ცნებების გამოყენებით იდეალური აირის შესახებ, როგორც მოლეკულების ერთობლიობა, რომლებსაც აქვთ ძალიან მცირე ზომები, არიან შემთხვევით თერმულ მოძრაობაში და ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან მხოლოდ შეჯახების გზით.

წნევა გამოწვეულია სამუშაო სითხის მოლეკულების ზედაპირთან ურთიერთქმედებით და რიცხობრივად უდრის ამ უკანასკნელის ნორმალური სხეულის ზედაპირის ფართობის ერთეულზე მოქმედ ძალას. მოლეკულური კინეტიკური თეორიის შესაბამისად, გაზის წნევა განისაზღვრება მიმართებით

სად ნ- მოლეკულების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე;

თ- მოლეკულის მასა; 2-დან- მოლეკულების მთარგმნელობითი მოძრაობის ფესვის საშუალო კვადრატული სიჩქარე.

ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) წნევა გამოიხატება პასკალებში (1 Pa = 1 N/m2). ვინაიდან ეს ერთეული მცირეა, უფრო მოსახერხებელია 1 კპა = 1000 პა და 1 მპა = 10 6 პა.

წნევა იზომება წნევის ლიანდაგების, ბარომეტრების და ვაკუუმმეტრის გამოყენებით.

თხევადი და ზამბარა წნევის მრიცხველები ზომავენ ლიანდაგის წნევას, რაც არის განსხვავება საერთო ან აბსოლუტურ წნევას შორის რგაზომილი საშუალო და ატმოსფერული წნევა

გვბანკომატი, ე.ი.

ატმოსფეროს ქვემოთ წნევის გაზომვის ინსტრუმენტებს უწოდებენ ვაკუუმმეტრებს; მათი წაკითხვები იძლევა ვაკუუმის (ან ვაკუუმის) მნიშვნელობას:

ანუ ჭარბი ატმოსფერული წნევა აბსოლუტურ წნევაზე.

უნდა აღინიშნოს, რომ მდგომარეობის პარამეტრი არის აბსოლუტური წნევა. ეს არის ის, რაც შედის თერმოდინამიკურ განტოლებებში.

ტემპერატურაფიზიკურ რაოდენობას უწოდებენ, რომელიც ახასიათებს სხეულის გაცხელების ხარისხს.ტემპერატურის კონცეფცია გამომდინარეობს შემდეგი დებულებიდან: თუ ორი სისტემა თერმულ კონტაქტშია, მაშინ თუ მათი ტემპერატურა არათანაბარია, ისინი ერთმანეთს გაუცვლიან სითბოს, მაგრამ თუ მათი ტემპერატურა თანაბარია, მაშინ სითბოს გაცვლა არ იქნება.

მოლეკულური კინეტიკური ცნებების თვალსაზრისით, ტემპერატურა არის მოლეკულების თერმული მოძრაობის ინტენსივობის საზომი. მისი რიცხვითი მნიშვნელობა დაკავშირებულია ნივთიერების მოლეკულების საშუალო კინეტიკურ ენერგიასთან:

სად კ- ბოლცმანის მუდმივი ტოლია 1.380662.10? 23 ჯ/კ. ამ გზით განსაზღვრულ T ტემპერატურას აბსოლუტური ეწოდება.

SI ტემპერატურის ერთეული არის კელვინი (K); პრაქტიკაში, ცელსიუსის გრადუსი (°C) ფართოდ გამოიყენება. ურთიერთობა აბსოლუტს შორის თდა გრადუსი მეტემპერატურას აქვს ფორმა

სამრეწველო და ლაბორატორიულ პირობებში ტემპერატურა იზომება თხევადი თერმომეტრების, პირომეტრების, თერმოწყვილების და სხვა ხელსაწყოების გამოყენებით.

სპეციფიკური მოცულობა ვ— არის ნივთიერების მასის მოცულობა.თუ მასის ერთგვაროვანი სხეული მიღებს მოცულობას v,მაშინ განსაზღვრებით

ვ= ვ/მ.

SI სისტემაში სპეციფიკური მოცულობის ერთეულია 1 მ 3 / კგ. აშკარაა კავშირი ნივთიერების სპეციფიკურ მოცულობასა და მის სიმკვრივეს შორის:

იდენტურ მდგომარეობებში სისტემების დამახასიათებელი რაოდენობების შესადარებლად შემოღებულია "ნორმალური ფიზიკური პირობების" კონცეფცია:

გვ= 760 მმ Hg = 101,325 კპა; თ= 273,15 კ.

ტექნოლოგიის სხვადასხვა დარგები და სხვადასხვა ქვეყნები წარმოადგენენ საკუთარ "ნორმალურ პირობებს", გარკვეულწილად განსხვავებულები, მაგალითად, "ტექნიკური" ( გვ= 735,6 მმ Hg. = 98 კპა, ტ= 15?C) ან ნორმალური პირობები კომპრესორის მუშაობის შესაფასებლად ( გვ= 101.325 კპა, ტ= 20? C) და ა.შ.

თუ ყველა თერმოდინამიკური პარამეტრი მუდმივია დროში და ერთნაირია სისტემის ყველა წერტილში, მაშინ სისტემის ამ მდგომარეობას ე.წ.ეკვი-გაზაფხული.

თუ არსებობს განსხვავებები ტემპერატურაში, წნევასა და სხვა პარამეტრებში სისტემის სხვადასხვა წერტილებს შორის, მაშინ ეს არისარათანაბარი. ასეთ სისტემაში, პარამეტრის გრადიენტების გავლენის ქვეშ, წარმოიქმნება სითბოს, ნივთიერებების და სხვათა ნაკადები, რომლებიც ცდილობენ დააბრუნონ იგი წონასწორობის მდგომარეობაში. ამას გამოცდილება აჩვენებს იზოლირებული სისტემა დროთა განმავლობაში ყოველთვის აღწევს წონასწორობის მდგომარეობას და ვერასოდეს სპონტანურად დატოვებს მას.კლასიკურ თერმოდინამიკაში განიხილება მხოლოდ წონასწორობის სისტემები.

მდგომარეობის განტოლება.წონასწორული თერმოდინამიკური სისტემისთვის არსებობს ფუნქციური კავშირი მდგომარეობის პარამეტრებს შორის, რომელიც ე.წ. მდგომარეობის განტოლება. გამოცდილება აჩვენებს, რომ უმარტივესი სისტემების სპეციფიკური მოცულობა, ტემპერატურა და წნევა, რომლებიც არის აირები, ორთქლები ან სითხეები, დაკავშირებულია. თერმული განტოლებახედვის მდგომარეობა:

მდგომარეობის განტოლებას შეიძლება მივცეთ სხვა ფორმა:

ეს განტოლებები აჩვენებს, რომ სამი ძირითადი პარამეტრიდან, რომელიც განსაზღვრავს სისტემის მდგომარეობას, ნებისმიერი ორი დამოუკიდებელია.

თერმოდინამიკური მეთოდების გამოყენებით ამოცანების გადასაჭრელად, აბსოლუტურად აუცილებელია ვიცოდეთ მდგომარეობის განტოლება. თუმცა, მისი მიღება შეუძლებელია თერმოდინამიკის ფარგლებში და უნდა მოიძებნოს არც ექსპერიმენტულად, არც სტატისტიკური ფიზიკის მეთოდებით. მდგომარეობის განტოლების სპეციფიკური ფორმა დამოკიდებულია ნივთიერების ინდივიდუალურ თვისებებზე.

განმარტება 1

თერმოდინამიკური სისტემა არის მაკროსკოპული ფიზიკური სხეულების ერთობლიობა და მუდმივობა, რომლებიც ყოველთვის ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და სხვა ელემენტებთან, ცვლიან მათ ენერგიას.

თერმოდინამიკაში, მათ ჩვეულებრივ ესმით სისტემა, როგორც მაკროსკოპული ფიზიკური ფორმა, რომელიც შედგება ნაწილაკების დიდი რაოდენობით, რომლებიც არ გულისხმობს მაკროსკოპული ინდიკატორების გამოყენებას თითოეული ცალკეული ელემენტის აღსაწერად. არ არსებობს გარკვეული შეზღუდვები მატერიალური სხეულების ბუნებაში, რომლებიც ასეთი ცნებების შემადგენელი კომპონენტებია. ისინი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ატომები, მოლეკულები, ელექტრონები, იონები და ფოტონები

თერმოდინამიკური სისტემები სამი ძირითადი ტიპისაა:

• იზოლირებული - არ ხდება მატერიასთან ან ენერგიასთან გაცვლა გარემოსთან;
• დახურული - სხეული არ არის დაკავშირებული გარემოსთან;
• ღია - არსებობს როგორც ენერგიის, ასევე მასის გაცვლა გარე სივრცესთან.

ნებისმიერი თერმოდინამიკური სისტემის ენერგია შეიძლება დაიყოს ენერგიად, რომელიც დამოკიდებულია სისტემის პოზიციაზე და მოძრაობაზე, ასევე ენერგიად, რომელიც განისაზღვრება მიკრონაწილაკების მოძრაობით და ურთიერთქმედებით, რომლებიც ქმნიან კონცეფციას. მეორე ნაწილს ფიზიკაში სისტემის შიდა ენერგია ეწოდება.

თერმოდინამიკური სისტემების მახასიათებლები

სურათი 1. თერმოდინამიკური სისტემების სახეები. ავტორი24 - სტუდენტური ნამუშევრების ონლაინ გაცვლა

შენიშვნა 1

თერმოდინამიკაში სისტემების გამორჩეული მახასიათებლები შეიძლება იყოს ნებისმიერი ობიექტი, რომელიც შეინიშნება მიკროსკოპების და ტელესკოპების გამოყენების გარეშე.

ასეთი კონცეფციის სრული აღწერილობის უზრუნველსაყოფად, აუცილებელია მაკროსკოპული დეტალების შერჩევა, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელია ზუსტად განისაზღვროს წნევა, მოცულობა, ტემპერატურა, მაგნიტური ინდუქცია, ელექტრული პოლარიზაცია, ქიმიური შემადგენლობა და მოძრავი კომპონენტების მასა.

ნებისმიერი თერმოდინამიკური სისტემისთვის არსებობს პირობითი ან რეალური საზღვრები, რომლებიც გამოყოფს მათ გარემოსგან. სამაგიეროდ, ისინი ხშირად განიხილავენ თერმოსტატის კონცეფციას, რომელიც ხასიათდება ისეთი მაღალი თბოტევადობით, რომ გაანალიზებული კონცეფციით სითბოს გაცვლის შემთხვევაში ტემპერატურის პარამეტრი უცვლელი რჩება.

თერმოდინამიკური სისტემის გარემოსთან ურთიერთქმედების ზოგადი ბუნებიდან გამომდინარე, ჩვეულებრივ უნდა განვასხვავოთ:

• იზოლირებული სახეობები, რომლებიც არ ცვლიან არც მატერიას და არც ენერგიას გარე გარემოსთან;
• ადიაბატურად იზოლირებული - სისტემები, რომლებიც არ ცვლიან მატერიას გარე გარემოსთან, მაგრამ შედიან ენერგიის გაცვლაში;
• დახურული სისტემები - ისეთები, რომლებიც არ ცვლის მატერიასთან, ნებადართულია მხოლოდ შიდა ენერგიის მნიშვნელობის უმნიშვნელო ცვლილება;
• ღია სისტემები - რომლებიც ხასიათდება ენერგიისა და მატერიის სრული გადაცემით;
• ნაწილობრივ ღია - აქვთ ნახევრად გამტარი ტიხრები, ამიტომ ისინი სრულად არ მონაწილეობენ მასალის გაცვლაში.

ფორმულირებიდან გამომდინარე, თერმოდინამიკური კონცეფციის მნიშვნელობა შეიძლება დაიყოს მარტივ და რთულ ვარიანტებად.

სისტემების შიდა ენერგია თერმოდინამიკაში

სურათი 2. თერმოდინამიკური სისტემის შიდა ენერგია. ავტორი24 - სტუდენტური ნამუშევრების ონლაინ გაცვლა

შენიშვნა 2

ძირითადი თერმოდინამიკური მაჩვენებლები, რომლებიც პირდაპირ დამოკიდებულია სისტემის მასაზე, მოიცავს შიდა ენერგიას.

იგი მოიცავს კინეტიკურ ენერგიას მატერიის ელემენტარული ნაწილაკების მოძრაობის გამო, ასევე პოტენციურ ენერგიას, რომელიც ჩნდება მოლეკულების ერთმანეთთან ურთიერთქმედების დროს. ეს პარამეტრი ყოველთვის ცალსახაა. ანუ, შინაგანი ენერგიის მნიშვნელობა და რეალიზაცია მუდმივია, როდესაც კონცეფცია სასურველ მდგომარეობაშია, მიუხედავად იმისა, თუ რა მეთოდით იქნა მიღწეული ეს პოზიცია.

სისტემებში, რომელთა ქიმიური შემადგენლობა ენერგეტიკული გარდაქმნების დროს უცვლელი რჩება, შინაგანი ენერგიის განსაზღვრისას მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ მხოლოდ მატერიალური ნაწილაკების თერმული მოძრაობის ენერგია.

თერმოდინამიკაში ასეთი სისტემის კარგი მაგალითია იდეალური გაზი. თავისუფალი ენერგია არის სამუშაოს გარკვეული რაოდენობა, რომელიც ფიზიკურ სხეულს შეუძლია შეასრულოს იზოთერმული შექცევადი პროცესის დროს, ან თავისუფალი ენერგია წარმოადგენს მაქსიმალურ შესაძლო ფუნქციას, რომლის შესრულებაც კონცეფციას შეუძლია და გააჩნია შინაგანი ენერგიის მნიშვნელოვანი მარაგი. სისტემის შიდა ენერგია უდრის შეკრული და თავისუფალი დაძაბულობის ჯამს.

განმარტება 2

შეკრული ენერგია არის შინაგანი ენერგიის ის ნაწილი, რომელსაც არ შეუძლია დამოუკიდებლად გადაქცევა სამუშაოდ - ეს არის შინაგანი ენერგიის გაუფასურებული ელემენტი.

ამავე ტემპერატურაზე, ეს პარამეტრი იზრდება ენტროპიის მატებასთან ერთად. ამრიგად, თერმოდინამიკური სისტემის ენტროპია არის მისი საწყისი ენერგიის უზრუნველყოფის საზომი. თერმოდინამიკაში არსებობს კიდევ ერთი განმარტება - ენერგიის დაკარგვა სტაბილურ იზოლირებულ სისტემაში

შექცევადი პროცესი არის თერმოდინამიკური პროცესი, რომელიც შეიძლება გაგრძელდეს სწრაფად, როგორც საპირისპირო, ასევე წინა მიმართულებით, გაივლის იმავე შუალედურ პოზიციებს, ცნება საბოლოოდ უბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობას შინაგანი ენერგიის დახარჯვის გარეშე და არ რჩება მაკროსკოპული ცვლილებები გარემოში. სივრცე.

შექცევადი პროცესები იძლევა მაქსიმალურ მუშაობას. პრაქტიკაში შეუძლებელია სისტემისგან საუკეთესო შედეგების მიღება. ეს თეორიულ მნიშვნელობას ანიჭებს შექცევად ფენომენებს, რომლებიც უსასრულოდ ნელა მიმდინარეობს და მიახლოება მხოლოდ მცირე დისტანციებზეა შესაძლებელი.

განმარტება 3

მეცნიერებაში შეუქცევადია პროცესი, რომელიც არ შეიძლება განხორციელდეს საპირისპირო მიმართულებით იმავე შუალედური მდგომარეობების მეშვეობით.

ყველა რეალური ფენომენი ნებისმიერ შემთხვევაში შეუქცევადია. ასეთი ეფექტების მაგალითებია თერმული დიფუზია, დიფუზია, ბლანტი ნაკადი და თერმული გამტარობა. მაკროსკოპული მოძრაობის კინეტიკური და შიდა ენერგიის გადატანა მუდმივი ხახუნის მეშვეობით სითბოში, ანუ თავად სისტემაში, შეუქცევადი პროცესია.

სისტემის მდგომარეობის ცვლადები

ნებისმიერი თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობა შეიძლება განისაზღვროს მისი მახასიათებლების ან თვისებების მიმდინარე კომბინაციით. ყველა ახალ ცვლადს, რომელიც სრულად არის განსაზღვრული მხოლოდ დროის გარკვეულ მომენტში და არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ როგორ მივიდა კონცეფცია ამ პოზიციამდე, ეწოდება მდგომარეობის თერმოდინამიკური პარამეტრები ან სივრცის ძირითადი ფუნქციები.

თერმოდინამიკაში სისტემა ითვლება სტაციონარულად, თუ ცვლადი მნიშვნელობები სტაბილური რჩება და დროთა განმავლობაში არ იცვლება. სტაციონარული მდგომარეობის ერთ-ერთი ვარიანტია თერმოდინამიკური წონასწორობა. კონცეფციის ნებისმიერი, თუნდაც ყველაზე უმნიშვნელო ცვლილება უკვე ფიზიკური პროცესია, ამიტომ ის შეიძლება შეიცავდეს ერთიდან რამდენიმე ცვლადი მდგომარეობის ინდიკატორს. თანმიმდევრობას, რომელშიც სისტემის მდგომარეობები სისტემატურად გარდაიქმნება ერთმანეთში, ეწოდება "პროცესის გზა".

სამწუხაროდ, ტერმინებთან და დეტალურ აღწერილობებთან დაბნეულობა ჯერ კიდევ არსებობს, რადგან ერთი და იგივე ცვლადი თერმოდინამიკაში შეიძლება იყოს დამოუკიდებელი ან სისტემის რამდენიმე ფუნქციის ერთდროულად დამატების შედეგი. მაშასადამე, ტერმინები, როგორიცაა „მდგომარეობის პარამეტრი“, „მდგომარეობის ფუნქცია“, „მდგომარეობის ცვლადი“ ზოგჯერ შეიძლება ჩაითვალოს სინონიმებად.

თერმოდინამიკური სისტემა

თერმოდინამიკური სისტემა

კომპლექტი მაკროსკოპული სხეულები, რომლებსაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან და სხვა სხეულებთან (გარე გარემო) - გაცვალონ მათთან ენერგია და ნივთიერებები. თ.ს. შედგება ისეთი დიდი რაოდენობით სტრუქტურული ნაწილაკებისგან (ატომები, მოლეკულები), რომ მისი მდგომარეობა შეიძლება დახასიათდეს მაკროსკოპულად. პარამეტრები: სიმკვრივე, წნევა, ტ.ს წარმომქმნელი ნივთიერებების კონცენტრაცია და ა.შ.

თერმოდინამიკური წონასწორობა), თუ სისტემის პარამეტრები დროთა განმავლობაში არ იცვლება და სისტემაში არ არის ნივთიერება. სტაციონარული ნაკადები (სითბო, წყალი და ა.შ.). წონასწორობისთვის თ.ს. ტემპერატურის ცნება შემოღებულია, როგორც პარამეტრი, რომელსაც აქვს იგივე მნიშვნელობა ყველა მაკროსკოპული ობიექტისთვის. სისტემის ნაწილები. სახელმწიფოს დამოუკიდებელი პარამეტრების რაოდენობა ტოლია T.S.-ის თავისუფლების ხარისხების რაოდენობას; დარჩენილი პარამეტრები შეიძლება გამოიხატოს დამოუკიდებელი პარამეტრების მიხედვით, მდგომარეობის განტოლების გამოყენებით. წონასწორობის წმინდანები თ.ს. სწავლობს წონასწორობის პროცესებს (თერმოსტატიკებს); არათანაბარი სისტემების წმინდა - .

თერმოდინამიკა განიხილავს: დახურულ თერმოდინამიკურ სისტემებს, რომლებიც არ ცვლიან ნივთიერებებს სხვა სისტემებთან, მაგრამ ცვლიან ნივთიერებებს და ენერგიას სხვა სისტემებთან; ადიაბატური T. სისტემები, რომლებშიც ის სხვა სისტემებთან ერთად არ არის; იზოლირებული სისტემები, რომლებიც არ ცვლიან ენერგიას ან ნივთიერებებს სხვა სისტემებთან. თუ სისტემა არ არის იზოლირებული, მაშინ მისი მდგომარეობა შეიძლება შეიცვალოს; ტ-ის მდგომარეობის ცვლილება. დაურეკა თერმოდინამიკური პროცესი. თ.ს. შეიძლება იყოს ფიზიკურად ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი სისტემა) და ჰეტეროგენული (ჰეტეროგენული სისტემა), რომელიც შედგება რამდენიმესგან. ერთგვაროვანი ნაწილები სხვადასხვა ფიზიკური წმიდაო შენ. ფაზის და ქიმ გარდაქმნები (იხ. ფაზა გადასვლა) ერთგვაროვანი T. s. შეიძლება გახდეს ჰეტეროგენული და პირიქით.

ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. . 1983 .

თერმოდინამიკური სისტემა

კომპლექტი მაკროსკოპული სხეულები, რომლებსაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან და სხვა სხეულებთან (გარე გარემო) - გაცვალონ მათთან ენერგია და მატერია. თ.ს. შედგება ისეთი დიდი რაოდენობით სტრუქტურული ნაწილაკებისგან (ატომები, მოლეკულები), რომ მისი მდგომარეობა შეიძლება დახასიათდეს მაკროსკოპულად. პარამეტრები: სიმკვრივე, წნევა, მყარი ნივთიერებების წარმომქმნელი ნივთიერებების კონცენტრაცია და ა.შ.

თ.ს. წონასწორობაშია (იხ. თერმოდინამიკური წონასწორობა),თუ სისტემის პარამეტრები დროთა განმავლობაში არ იცვლება და სისტემაში არ არის მასალა. სტაციონარული ნაკადები (სითბო, მატერია და ა.შ.). წონასწორობისთვის თ.ს. კონცეფცია შემოღებულია ტემპერატურაᲠოგორ მდგომარეობის პარამეტრი,აქვს იგივე მნიშვნელობა ყველა მაკროსკოპულისთვის. სისტემის ნაწილები. დამოუკიდებელი სახელმწიფო პარამეტრების რაოდენობა რიცხვის ტოლია თავისუფლების ხარისხები T.S., დარჩენილი პარამეტრები შეიძლება გამოიხატოს დამოუკიდებელი პარამეტრების გამოყენებით მდგომარეობის განტოლებები.წონასწორობის თვისებები თ.ს. კვლევები თერმოდინამიკაწონასწორობის პროცესები (თერმოსტატიკები), არაწონასწორობის სისტემების თვისებები - არათანაბარი პროცესების თერმოდინამიკა.

თერმოდინამიკა განიხილავს: დახურულ თერმოდინამიკურ სისტემებს, რომლებიც არ ცვლიან მატერიას სხვა სისტემებთან; ღია სისტემები,მატერიისა და ენერგიის გაცვლა სხვა სისტემებთან; a d i a b a t n e T.s., რომელშიც არ ხდება სითბოს გაცვლა სხვა სისტემებთან; იზოლირებული T. ჰომოგენური სისტემა) და ჰეტეროგენული ( ჰეტეროგენული სისტემა),რომელიც შედგება რამდენიმე ერთგვაროვანი ნაწილისგან განსხვავებული ფიზიკური თვისებებით. თვისებები. ფაზის და ქიმ გარდაქმნები (იხ ფაზის გადასვლა) ერთგვაროვანი T. s. შეიძლება გახდეს ჰეტეროგენული და პირიქით.

ნათ.:ეპშტეინი P.S., თერმოდინამიკის კურსი, თარგმანი. ინგლისურიდან, M.-L., 1948; Leontovich M.A., Introduction to thermodynamics, 2nd ed., M.-L., 1951; სამოილოვიჩ ა, გ., თერმოდინამიკა და, მე-2 გამოცემა, მ., 1955 წ.

ფიზიკური ენციკლოპედია. 5 ტომად. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1988 .

ნახეთ, რა არის "თერმოდინამიკური სისტემა" სხვა ლექსიკონებში:

მაკროსკოპული სხეული, რომელიც იზოლირებულია გარემოდან დანაყოფების ან ჭურვების გამოყენებით (ისინი ასევე შეიძლება იყოს გონებრივი, პირობითი) და ხასიათდება მაკროსკოპული პარამეტრებით: მოცულობა, ტემპერატურა, წნევა და ა.შ. ამისათვის... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

თერმოდინამიკური სისტემა- თერმოდინამიკური სისტემა; სისტემა სხეულების ერთობლიობა, რომელსაც შეუძლია ენერგიულად იმოქმედოს ერთმანეთთან და სხვა სხეულებთან და გაცვალოს მატერია მათთან... პოლიტექნიკური ტერმინოლოგიური განმარტებითი ლექსიკონი

თერმოდინამიკური სისტემა- კომპლექტი ფიზიკური სხეულები, რომლებსაც შეუძლიათ ენერგიისა და მატერიის გაცვლა ერთმანეთთან და სხვა სხეულებთან (გარე გარემო). თ.ს. არის ნებისმიერი სისტემა, რომელიც შედგება მოლეკულების, ატომების, ელექტრონების და სხვა ნაწილაკების ძალიან დიდი რაოდენობით... ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

თერმოდინამიკური სისტემა- სხეული (სხეულების ერთობლიობა), რომელსაც შეუძლია ენერგიისა და (ან) მატერიის გაცვლა სხვა სხეულებთან (ერთმანეთთან). [რეკომენდებული ტერმინების კრებული. საკითხი 103. თერმოდინამიკა. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია. სამეცნიერო და ტექნიკური ტერმინოლოგიის კომიტეტი. 1984 წელი... ტექნიკური მთარგმნელის გზამკვლევი

თერმოდინამიკური სისტემა- - სივრცის თვითნებურად შერჩეული ნაწილი, რომელიც შეიცავს ერთ ან მეტ ნივთიერებას და გამოყოფილია გარე გარემოდან რეალური ან პირობითი გარსით. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A.V. Zholnin ... ქიმიური ტერმინები

თერმოდინამიკური სისტემა- მაკროსკოპული სხეული, გარემოსგან გამოყოფილი რეალური ან წარმოსახვითი საზღვრებით, რომელიც შეიძლება დახასიათდეს თერმოდინამიკური პარამეტრებით: მოცულობა, ტემპერატურა, წნევა და ა.შ. არის იზოლირებული,... ... მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მაკროსკოპული სხეული, რომელიც იზოლირებულია გარემოდან დანაყოფების ან ჭურვების გამოყენებით (ისინი ასევე შეიძლება იყოს გონებრივი, პირობითი), რომელიც შეიძლება ხასიათდებოდეს მაკროსკოპული პარამეტრებით: მოცულობა, ტემპერატურა, წნევა და ა.შ. იყიდება... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

თერმოდინამიკა ... ვიკიპედია

თერმოდინამიკური სისტემა- termodinaminė sistema statusas T sritis chemija apibrėžtis Kūnas (kūnų visuma), kurį nuo aplinkos skiria reali ar įsivaizduojama riba. ატიტიკმენის: ინგლ. თერმოდინამიკური სისტემა rus. თერმოდინამიკური სისტემა... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

თერმოდინამიკური სისტემა- termodinaminė sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. თერმოდინამიკური სისტემა vok. თერმოდინამიური სისტემა, n rus. თერმოდინამიკური სისტემა, f pranc. თერმოდინამიკური სისტემა, მ … ფიზიკის ტერმინალი

განვიხილოთ თერმოდინამიკური სისტემების მახასიათებლები. ისინი ჩვეულებრივ გაგებულია, როგორც ფიზიკური მაკროსკოპული ფორმები, რომლებიც შედგება ნაწილაკების მნიშვნელოვანი რაოდენობისგან, რაც არ გულისხმობს თითოეული ცალკეული ნაწილაკების გამოყენებას მაკროსკოპული მახასიათებლების აღსაწერად.

არ არსებობს შეზღუდვები მატერიალური ნაწილაკების ბუნებაზე, რომლებიც ასეთი სისტემების შემადგენელი კომპონენტებია. ისინი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მოლეკულების, ატომების, იონების, ელექტრონების, ფოტონების სახით.

თავისებურებები

მოდით გავაანალიზოთ თერმოდინამიკური სისტემების გამორჩეული მახასიათებლები. ამის მაგალითია ნებისმიერი ობიექტი, რომლის დაკვირვებაც შესაძლებელია ტელესკოპის ან მიკროსკოპის გამოყენების გარეშე. ასეთი სისტემის სრული აღწერისთვის შეირჩევა მაკროსკოპული დეტალები, რომელთა წყალობით შესაძლებელია განისაზღვროს მოცულობა, წნევა, ტემპერატურა, ელექტრული პოლარიზაცია, მაგნიტური ინდუქცია, ქიმიური შემადგენლობა და კომპონენტების მასა.

ნებისმიერი თერმოდინამიკური სისტემისთვის არსებობს პირობითი ან რეალური საზღვრები, რომლებიც გამოყოფს მათ გარემოსგან. ამის ნაცვლად, ხშირად გამოიყენება თერმოსტატის კონცეფცია, რომელიც ხასიათდება ისეთი მაღალი თბოტევადობით, რომ გაანალიზებულ სისტემასთან სითბოს გაცვლის შემთხვევაში ტემპერატურის მაჩვენებელი უცვლელი რჩება.

სისტემის კლასიფიკაცია

განვიხილოთ რა არის თერმოდინამიკური სისტემების კლასიფიკაცია. გარემოსთან მისი ურთიერთქმედების ბუნებიდან გამომდინარე, ჩვეულებრივ უნდა განვასხვავოთ:

• იზოლირებული სახეობები, რომლებიც არ ცვლიან არც მატერიას და არც ენერგიას გარე გარემოსთან;
• ადიაბატურად იზოლირებული, არ ცვლის მატერიას გარე გარემოსთან, მაგრამ შედის სამუშაოს ან ენერგიის გაცვლაში;
• დახურულ თერმოდინამიკურ სისტემებში არ ხდება მატერიის გაცვლა, დასაშვებია მხოლოდ ენერგეტიკული ღირებულების ცვლილებები;
• ღია სისტემები ხასიათდება ენერგიისა და მატერიის სრული გადაცემით;
• ნაწილობრივ ღიას შეიძლება ჰქონდეს ნახევრად გამტარი ტიხრები, ამიტომ სრულად არ მონაწილეობენ მასალის გაცვლაში.

აღწერილობიდან გამომდინარე, თერმოდინამიკური სისტემის პარამეტრები შეიძლება დაიყოს რთულ და მარტივ ვარიანტებად.

მარტივი სისტემების მახასიათებლები

მარტივ სისტემებს წონასწორობის მდგომარეობებს უწოდებენ, რომელთა ფიზიკური მდგომარეობა შეიძლება განისაზღვროს კონკრეტული მოცულობის, ტემპერატურისა და წნევის მიხედვით. ამ ტიპის თერმოდინამიკური სისტემების მაგალითებია იზოტროპული სხეულები, რომლებსაც აქვთ თანაბარი მახასიათებლები სხვადასხვა მიმართულებით და წერტილებში. ამრიგად, თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში მყოფი სითხეები, აირისებრი ნივთიერებები, მყარი ნივთიერებები არ ექვემდებარებიან ელექტრომაგნიტურ და გრავიტაციულ ძალებს, ზედაპირულ დაძაბულობას და ქიმიურ გარდაქმნებს. მარტივი სხეულების ანალიზი თერმოდინამიკაში აღიარებულია, როგორც მნიშვნელოვანი და აქტუალური პრაქტიკული და თეორიული თვალსაზრისით.

ამ ტიპის თერმოდინამიკური სისტემის შიდა ენერგია დაკავშირებულია გარემომცველ სამყაროსთან. აღწერისას გამოიყენება ნაწილაკების რაოდენობა და თითოეული კომპონენტის ნივთიერების მასა.

კომპლექსური სისტემები

რთული თერმოდინამიკური სისტემები მოიცავს თერმოდინამიკურ სისტემებს, რომლებიც არ მიეკუთვნება მარტივ ტიპებს. მაგალითად, ეს არის მაგნიტები, დიელექტრიკები, მყარი ელასტიური სხეულები, სუპერგამტარები, ფაზური ინტერფეისები, თერმული გამოსხივება და ელექტროქიმიური სისტემები. როგორც პარამეტრები, რომლებიც გამოიყენება მათ აღსაწერად, ჩვენ აღვნიშნავთ ზამბარის ან ღეროს ელასტიურობას, ფაზის ინტერფეისს და თერმული გამოსხივებას.

ფიზიკური სისტემა არის ნაკრები, რომელშიც არ არის ქიმიური ურთიერთქმედება ნივთიერებებს შორის კვლევისთვის შერჩეული ტემპერატურისა და წნევის ფარგლებში. და ქიმიური სისტემები არის ის ვარიანტები, რომლებიც მოიცავს ურთიერთქმედებას მის ცალკეულ კომპონენტებს შორის.

თერმოდინამიკური სისტემის შიდა ენერგია დამოკიდებულია მის იზოლირებაზე გარე სამყაროსგან. მაგალითად, როგორც ადიაბატური ჭურვის ვარიანტი, შეიძლება წარმოვიდგინოთ დევარის კოლბა. ჰომოგენური ხასიათი გამოიხატება სისტემაში, რომელშიც ყველა კომპონენტს აქვს მსგავსი თვისებები. მათი მაგალითებია აირისებრი, მყარი და თხევადი ხსნარები. აირისებრი ერთგვაროვანი ფაზის ტიპიური მაგალითია დედამიწის ატმოსფერო.

თერმოდინამიკის მახასიათებლები

მეცნიერების ეს განყოფილება ეხება პროცესების ძირითადი შაბლონების შესწავლას, რომლებიც დაკავშირებულია ენერგიის გამოყოფასთან და შთანთქმასთან. ქიმიური თერმოდინამიკა გულისხმობს სისტემის შემადგენელი ნაწილების ურთიერთ გარდაქმნების შესწავლას, მოცემულ პირობებში (წნევა, ტემპერატურა, მოცულობა) ენერგიის ერთი ტიპის მეორეზე გადასვლის ნიმუშების დადგენა.

სისტემა, რომელიც არის თერმოდინამიკური კვლევის ობიექტი, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ნებისმიერი ბუნებრივი ობიექტის სახით, მათ შორის მოლეკულების დიდი რაოდენობით, რომლებიც გამოყოფილია სხვა რეალურ ობიექტებთან ინტერფეისით. სისტემის მდგომარეობა გაგებულია, როგორც მისი თვისებების მთლიანობა, რაც შესაძლებელს ხდის მის განსაზღვრას თერმოდინამიკის თვალსაზრისით.

დასკვნა

ნებისმიერ სისტემაში შეინიშნება გადასვლა ერთი ტიპის ენერგიიდან მეორეზე და დამყარებულია თერმოდინამიკური წონასწორობა. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ფიზიკის განყოფილებას, რომელიც ეხება გარდაქმნების, ცვლილებებისა და ენერგიის კონსერვაციის დეტალურ შესწავლას. მაგალითად, ქიმიურ კინეტიკაში შესაძლებელია არა მხოლოდ სისტემის მდგომარეობის აღწერა, არამედ იმ პირობების გამოთვლა, რაც ხელს უწყობს მის გადაადგილებას სასურველი მიმართულებით.

ჰესის კანონი, რომელიც ეხება განხილული ტრანსფორმაციის ენთალპიას და ენტროპიას, შესაძლებელს ხდის სპონტანური რეაქციის წარმოშობის შესაძლებლობის იდენტიფიცირებას და თერმოდინამიკური სისტემის მიერ გამოთავისუფლებული (შეწოვილი) სითბოს რაოდენობის გამოთვლას.

თერმოქიმიას, რომელიც ეფუძნება თერმოდინამიკის საფუძვლებს, პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. ქიმიის ამ განყოფილების წყალობით, წარმოებაში ხორციელდება საწვავის ეფექტურობის წინასწარი გამოთვლები და გარკვეული ტექნოლოგიების რეალურ წარმოებაში დანერგვის შესაძლებლობა. თერმოდინამიკიდან მიღებული ინფორმაცია შესაძლებელს ხდის ელასტიურობის, თერმოელექტრული სიბლანტის, სიბლანტისა და მაგნიტიზაციის ფენომენების გამოყენებას სხვადასხვა მასალის სამრეწველო წარმოებისთვის.

თერმოდინამიკური სისტემა- მაკროსკოპული სხეულების ერთობლიობა, რომელსაც შეუძლია ურთიერთქმედება ერთმანეთთან და სხვა სხეულებთან (გარე გარემო) - გაცვალოს მათთან ენერგია და მატერია. ენერგიისა და მატერიის გაცვლა შეიძლება მოხდეს როგორც თავად სისტემაში მის ნაწილებს შორის, ასევე სისტემასა და გარე გარემოს შორის. გარე გარემოდან სისტემის იზოლირების შესაძლო მეთოდებიდან გამომდინარე, განასხვავებენ თერმოდინამიკური სისტემების რამდენიმე ტიპს.

ღია სისტემაეწოდება თერმოდინამიკური სისტემა, რომელსაც შეუძლია მატერიისა და ენერგიის გაცვლა გარე გარემოსთან. ასეთი სისტემების ტიპიური მაგალითებია ყველა ცოცხალი ორგანიზმი, ისევე როგორც სითხეები, რომელთა მასა მუდმივად მცირდება აორთქლების ან დუღილის გამო.

თერმოდინამიკური სისტემადაურეკა დახურული, თუ მას არ შეუძლია გაცვალოს არც ენერგია და არც მატერია გარე გარემოსთან. დახურულიასისტემას დავარქმევთ თერმოდინამიკურ სისტემას, რომელიც მექანიკურად იზოლირებულია, ე.ი. სამუშაოს შესრულებით არ შეუძლია ენერგიის გაცვლა გარე გარემოსთან. ასეთი სისტემის მაგალითია გაზი, რომელიც ჩასმულია მუდმივი მოცულობის ჭურჭელში. თერმოდინამიკური სისტემა ე.წ ადიაბატურითუ მას არ შეუძლია ენერგიის გაცვლა სხვა სისტემებთან სითბოს გაცვლის გზით.

თერმოდინამიკური პარამეტრები (მდგომარეობის პარამეტრები)არის ფიზიკური სიდიდეები, რომლებიც ემსახურება თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის დახასიათებას.

თერმოდინამიკური პარამეტრების მაგალითებია წნევა, მოცულობა, ტემპერატურა, კონცენტრაცია. არსებობს თერმოდინამიკური პარამეტრების ორი ტიპი: ვრცელიდა ინტენსიური. პირველი პროპორციულია მოცემულ თერმოდინამიკურ სისტემაში ნივთიერების რაოდენობაზე, მეორე არ არის დამოკიდებული სისტემაში არსებული ნივთიერების რაოდენობაზე. უმარტივესი ვრცელი პარამეტრი არის მოცულობა ვსისტემები. ზომა ვ, სისტემის მოცულობის შეფარდებას მის მასასთან, ეწოდება სისტემის სპეციფიკური მოცულობა. უმარტივესი ინტენსიური პარამეტრებია წნევა რდა ტემპერატურა თ.

წნევა არის ფიზიკური რაოდენობა

სად dFn- ნორმალური ძალის მოდული, რომელიც მოქმედებს ბრტყელი სხეულის ზედაპირის მცირე ფართობზე
ზომიერად dS.

თუ წნევას და სპეციფიკურ მოცულობას აქვს მკაფიო და მარტივი ფიზიკური მნიშვნელობა, მაშინ ტემპერატურის ცნება ბევრად უფრო რთული და ნაკლებად ნათელია. პირველ რიგში აღვნიშნოთ, რომ ტემპერატურის ცნება, მკაცრად რომ ვთქვათ, აზრი აქვს მხოლოდ სისტემის წონასწორობის მდგომარეობებს.

თერმოდინამიკური სისტემის წონასწორული მდგომარეობა- სისტემის მდგომარეობა, რომელშიც ყველა პარამეტრს აქვს გარკვეული მნიშვნელობები და რომელშიც სისტემა შეიძლება დარჩეს იმდენ ხანს, რამდენიც სასურველია. წონასწორულ მდგომარეობაში მყოფი თერმოდინამიკური სისტემის ყველა ნაწილში ტემპერატურა ერთნაირია.

როდესაც სითბოს გაცვლა ხდება ორ სხეულს შორის სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე, სითბო უფრო მაღალი ტემპერატურის მქონე სხეულიდან უფრო დაბალი ტემპერატურის მქონე სხეულში გადადის. ეს პროცესი ჩერდება, როდესაც ორივე სხეულის ტემპერატურა გათანაბრდება.

წონასწორულ მდგომარეობაში მყოფი სისტემის ტემპერატურა ემსახურება ატომების, მოლეკულების და სხვა ნაწილაკების თერმული მოძრაობის ინტენსივობის საზომს, რომლებიც ქმნიან სისტემას. კლასიკური სტატისტიკური ფიზიკის კანონებით აღწერილ ნაწილაკთა სისტემაში და წონასწორულ მდგომარეობაში, ნაწილაკების თერმო მოძრაობის საშუალო კინეტიკური ენერგია პირდაპირპროპორციულია სისტემის თერმოდინამიკური ტემპერატურისა. ამიტომ, ზოგჯერ ამბობენ, რომ ტემპერატურა ახასიათებს სხეულის გაცხელების ხარისხს.

ტემპერატურის გაზომვისას, რომელიც შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ირიბად, გამოიყენება სხეულის მთელი რიგი ფიზიკური თვისებების ტემპერატურაზე დამოკიდებულება, რომლებიც შეიძლება პირდაპირ ან ირიბად გაიზომოს. მაგალითად, როდესაც სხეულის ტემპერატურა იცვლება, იცვლება მისი სიგრძე და მოცულობა, სიმკვრივე, დრეკადობის თვისებები, ელექტრული წინააღმდეგობა და ა.შ. რომელიმე ამ თვისების შეცვლა არის ტემპერატურის გაზომვის საფუძველი. ამისათვის აუცილებელია, რომ ერთი (შერჩეული) სხეულისთვის, რომელსაც თერმომეტრულ სხეულს უწოდებენ, ცნობილია ამ თვისების ფუნქციური დამოკიდებულება ტემპერატურაზე. ტემპერატურის პრაქტიკული გაზომვისთვის გამოიყენება თერმომეტრიული სხეულების გამოყენებით დადგენილი ტემპერატურის სასწორები. ცენტიგრადის ტემპერატურის საერთაშორისო სკალაში ტემპერატურა გამოიხატება გრადუს ცელსიუსში (°C) [A. ცელსიუსი (1701–1744) – შვედი მეცნიერი] და დანიშნულია ტდა ვარაუდობენ, რომ ნორმალური წნევით 1,01325 × 10 5 Pa ყინულის და მდუღარე წყლის დნობის ტემპერატურა უდრის შესაბამისად 0 და 100 °C-ს. თერმოდინამიკური ტემპერატურის შკალაზე ტემპერატურა გამოიხატება კელვინში (K) [U. ტომსონი, ლორდი კელვინი (1821–1907) – ინგლისელი ფიზიკოსი], აღნიშნავს თდა ეწოდება თერმოდინამიკური ტემპერატურა. კავშირი თერმოდინამიკურ ტემპერატურას შორის თდა ტემპერატურას ცენტიგრადის მასშტაბით აქვს ფორმა თ = ტ + 273,15.

ტემპერატურა თ= 0 K (ცენტიგრადის მასშტაბი ტ= –273,15 °C) ე.წ აბსოლუტური ნულიტემპერატურა, ან ნული თერმოდინამიკური ტემპერატურის შკალაზე.

სისტემის მდგომარეობის პარამეტრები იყოფა გარე და შიდა. გარე პარამეტრებისისტემები არის ფიზიკური სიდიდეები, რომლებიც დამოკიდებულია სივრცეში არსებულ პოზიციაზე და სხეულების სხვადასხვა თვისებებზე (მაგალითად, ელექტრული მუხტები), რომლებიც მოცემული სისტემის გარეა. მაგალითად, გაზისთვის ეს პარამეტრი არის მოცულობა ვგემი,
რომელშიც გაზი მდებარეობს, რადგან მოცულობა დამოკიდებულია გარე სხეულების მდებარეობაზე - ჭურჭლის კედლებზე. ატმოსფერული წნევა არის გარე პარამეტრი სითხის ღია კონტეინერში. შიდა პარამეტრებისისტემები არის ფიზიკური სიდიდეები, რომლებიც დამოკიდებულია როგორც სისტემის გარეთ სხეულების პოზიციაზე, ასევე ამ სისტემის ფორმირების ნაწილაკების კოორდინატებსა და სიჩქარეზე. მაგალითად, გაზის შიდა პარამეტრებია მისი წნევა და ენერგია, რომლებიც დამოკიდებულია მოძრავი მოლეკულების კოორდინატებსა და სიჩქარეზე და გაზის სიმკვრივეზე.

ქვეშ თერმოდინამიკური პროცესიგააცნობიეროს განსახილველი თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ნებისმიერი ცვლილება, რომელიც ხასიათდება მისი თერმოდინამიკური პარამეტრების ცვლილებით. თერმოდინამიკური პროცესი ე.წ წონასწორობა, თუ ამ პროცესში სისტემა გადის უსასრულოდ ახლოს თერმოდინამიკურად წონასწორობის მდგომარეობების უწყვეტ სერიას. სისტემის მდგომარეობის ცვლილების რეალური პროცესები ყოველთვის ხდება სასრული სიჩქარით და, შესაბამისად, არ შეიძლება იყოს წონასწორობა. თუმცა აშკარაა, რომ სისტემის მდგომარეობის შეცვლის რეალური პროცესი უფრო ახლოს იქნება წონასწორობასთან, რაც უფრო ნელა მოხდება, ამიტომ ასეთ პროცესებს ე.წ. კვაზი-სტატიკური.

უმარტივესი თერმოდინამიკური პროცესების მაგალითებია შემდეგი პროცესები:

ა) იზოთერმული პროცესი, რომლის დროსაც სისტემის ტემპერატურა არ იცვლება ( თ= const);

ბ) იზოქორული პროცესი, რომელიც ხდება სისტემის მუდმივ მოცულობაზე ( ვ= const);

გ) სისტემაში მუდმივი წნევის დროს მიმდინარე იზობარული პროცესი ( გვ= const);

დ) ადიაბატური პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს სისტემასა და გარე გარემოს შორის სითბოს გაცვლის გარეშე.