Klasyfikacja układów termodynamicznych

Rozważ cechy systemów termodynamicznych. Pod nimi powszechnie rozumie się fizyczne makroskopowe formy, składające się ze znacznej liczby cząstek, które nie są przeznaczone do opisywania makroskopowych parametrów każdej pojedynczej cząstki.

Nie ma ograniczeń natury cząstek materialnych, które są integralnymi składnikami takich systemów. Mogą być reprezentowane w postaci cząsteczek, atomów, jonów, elektronów, fotonów.

Funkcje specjalne

Przeanalizujmy charakterystyczne cechy układów termodynamicznych. Jako przykład można wziąć dowolny obiekt, który można obserwować bez użycia teleskopów, mikroskopów. Aby uzyskać pełny opis takiego układu, wybrane są szczegóły makroskopowe, dzięki którym można określić objętość, ciśnienie, temperaturę, polaryzację elektryczną, indukcję magnetyczną, skład chemiczny i masę składników.

W przypadku dowolnych systemów termodynamicznych istnieją granice warunkowe lub rzeczywiste, które oddzielają je od otoczenia. Zamiast tego często używają pojęcia termostatu, który charakteryzuje się tak wysoką wartością pojemności cieplnej, że w przypadku wymiany ciepła z analizowanym systemem wskaźnik temperatury pozostaje stały.

Klasyfikacja systemu

Zastanów się, co stanowi klasyfikację systemów termodynamicznych. W zależności od charakteru interakcji z otoczeniem, zwyczajowo wyróżnia się:

• pojedyncze gatunki, które nie wymieniają materii ani energii ze środowiskiem zewnętrznym;
• wyizolowane adiabatycznie, nie wymieniające się substancją ze środowiskiem zewnętrznym, ale wchodzące w wymianę pracy lub energii;
• zamknięte układy termodynamiczne nie mają wymiany substancji, dozwolona jest tylko zmiana wartości energii;
• systemy otwarte charakteryzują się całkowitym przeniesieniem energii, materii;
• częściowo otwarte mogą mieć półprzepuszczalne ścianki działowe, dlatego nie w pełni uczestniczą w wymianie materiałów.

W zależności od opisu parametry układu termodynamicznego można podzielić na złożone i proste warianty.

Funkcje prostych systemów

Proste systemy nazywane są stanami równowagi, których stan fizyczny można określić na podstawie określonej objętości, temperatury, ciśnienia. Przykładami układów termodynamicznych tego typu są ciała izotropowe, które mają jednakowe właściwości w różnych kierunkach i punktach. Tak więc, ciecze, substancje gazowe, ciała stałe, które są w stanie równowagi termodynamicznej, nie są narażone na działanie sił elektromagnetycznych i grawitacyjnych, napięcie powierzchniowe, przemiany chemiczne. Analiza prostych ciał jest uznana w termodynamice za ważną i istotną z praktycznego i teoretycznego punktu widzenia.

Energia wewnętrzna Układ termodynamiczny tego typu jest związany z otaczającym światem. Przy opisywaniu użycia liczby cząstek masę substancji każdego poszczególnego składnika.

Złożone systemy

Kompleks obejmuje systemy termodynamiczne, które nie podlegają prostym formom. Są to na przykład magnesy, dielektryki, stałe elementy elastyczne, nadprzewodniki, powierzchnie interfejsów, promieniowanie cieplne, systemy elektrochemiczne. Jako parametry używane do ich opisu zwracamy uwagę na sprężystość sprężyny lub pręta, powierzchnię sekcji fazowej, promieniowanie cieplne.

System fizyczny nazywa się takim zbiorem, w którym nie ma chemicznych interakcji pomiędzy substancjami w granicach temperatury, ciśnienia, wybranych do badania. A systemy chemiczne nazywają te opcje, które wymagają interakcji między poszczególnymi składnikami.

Energia wewnętrzna układu termodynamicznego zależy od obecności jego izolacji ze światem zewnętrznym. Na przykład, jako wariant powłoki adiabatycznej, można sobie wyobrazić Naczynie Dewara. Jednorodny charakter przejawia się w systemie, w którym wszystkie składniki mają podobne właściwości. Przykładem są gazowe, stałe, ciekłe roztwory. Typowym przykładem jednorodnej fazy gazowej jest atmosfera Ziemi.

Cechy termodynamiki

Ta sekcja nauki zajmuje się badaniem podstawowych praw rządzących procesami związanymi z uwalnianiem, absorpcją energii. W termodynamice chemicznej zamierzano zbadać wzajemne przemiany elementów składowych układu, aby ustalić prawa rządzące przejściem jednego rodzaju energii w inne w danych warunkach (ciśnienie, temperatura, objętość).

System, który jest przedmiotem badań termodynamicznych, może być reprezentowany jako dowolny obiekt natury, który obejmuje dużą liczbę cząsteczek, które są oddzielone interfejsem z innymi rzeczywistymi obiektami. Pod stanem systemu implikuje połączenie jego właściwości, które pozwalają na określenie go z punktu widzenia termodynamiki.

Wniosek

W każdym systemie następuje przejście jednego rodzaju energii do drugiego, ustalana jest równowaga termodynamiczna. Sekcja Fizyki którzy zajmują się szczegółowym badaniem przemian, zmian, zachowania energii, mają szczególne znaczenie. Na przykład w kinetyce chemicznej można nie tylko opisać stan układu, ale także obliczyć warunki sprzyjające jego przemieszczeniu we właściwym kierunku.

Prawo Hessa, które wiąże entalpię, entropię rozpatrywanej transformacji, umożliwia identyfikację możliwości spontanicznej reakcji, do obliczenia ilości ciepła uwalnianego (absorbowanego) przez układ termodynamiczny.

Termochemia oparta na podstawach termodynamiki ma praktyczne znaczenie. Ze względu na tę część chemii, podczas produkcji przeprowadzane są wstępne obliczenia efektywności paliwowej i możliwości wprowadzenia pewnych technologii do rzeczywistej produkcji. Informacje uzyskane z termodynamiki umożliwiają zastosowanie zjawiska sprężystości, termoelektryczności, lepkości, namagnesowania do przemysłowej produkcji różnych materiałów.