În cursul mecanicii a fost introdusă noțiunea de sistem fizic (sistemul organelor) pentru a descrie schimbările în care sunt utilizate legile dinamicii. Un astfel de sistem este numit un sistem mecanic. Cu excepția cazului în legile mecanicii necesită utilizarea legilor termodinamicii, un sistem termodinamic se numește.
Necesitatea de a utiliza acest concept apare în cazul în care numărul de elemente ale sistemului (de exemplu, numărul de molecule de gaz) este foarte mare, iar mișcarea elementelor sale individuale este un microscopic comparativ cu mișcarea sistemului în sine sau a componentelor sale macroscopice. În acest caz, termodinamica descrie mișcarea macroscopică (schimbarea stărilor macroscopice) a unui sistem termodinamic.
Parametrii care descriu astfel de mișcare (modificare) a unui sistem termodinamic poate fi divizat în exterior și interior. Această diviziune este foarte condiționată și depinde de problema specifică. Astfel, de exemplu, gaz în balon cu un înveliș flexibil, într-un parametru extern este presiunea mediului ambiant și gazul din rezervor, cu un parametru rigid invelisul exterior este volumul delimitat de această carcasă.
Volumul sistemului termodinamic și presiunea poate fi variată în mod independent. Pentru o descriere teoretică a modificărilor necesare pentru introducerea a cel puțin un alt parametru - temperatura.
În majoritatea parametrilor termodinamici ai celor trei sarcini suficient pentru a descrie starea sistemului termodinamic. În acest caz, modificările în sistem sunt descrise folosind trei coordonate termodinamice asociate cu parametrii termodinamici corespunzători.
Equilibrium stare (starea de echilibru termodinamic) este o stare termodinamic a sistemului, care este lipsită de orice flux (substanta energie, puls, etc. și parametrii macroscopice ale sistemului sunt instalate și nu se modifică în timp.
termodinamica clasică spune că un sistem termodinamic izolat (furnizat de sine) tinde la o stare de echilibru termodinamic, și după atingerea acestuia nu se poate obține în mod spontan din ea. Această afirmație este adesea menționată ca legea zero a termodinamicii.
Sistemele sunt în echilibru termodinamic, au următoarele proprietăți.
În cazul în care două sisteme termodinamice cu un contact termic, aflate în stare de echilibru termodinamic, și sistemul de termodinamică totală este într-o stare de echilibru termodinamic.
Dacă oricare sistem termodinamic este în echilibru termodinamic cu celelalte două sisteme, și că aceste două sisteme sunt în echilibru termic unul cu celălalt.
În plus, în cazul în care nu este menționat în mod specific, vor fi tratate sistemele termodinamice sunt într-o stare de echilibru termodinamic. Descrierea sistemelor, care nu sunt în echilibru, adică, într-o stare în care există fluxuri macroscopice, angajate termodinamicii neechilibru, al cărei rezumat este dată în a patra și a șasea capitole.
Trecerea de la o stare la alta termodinamică este numit un proces termodinamic. Mai jos, cu excepția cazului prevăzut în mod special pentru, aceasta va fi luată în considerare numai procese cvasi-statice, sau ceea ce este același procesele, cvasi-echilibru. Cazul de limitare este un proces cvasi-echilibru loc procesul de echilibru infinit lent constând din stări continuu succesive de echilibru termodinamic.
În realitate, acest proces nu poate avea loc, cu toate acestea, în cazul în care modificările macroscopice în sistem apar destul de lent (la intervale de timp mult mai lung decât echilibrul termodinamic), este posibil să aproximeze procesul real al cvasi-statice (cvasi-echilibru). Această aproximare permite să efectueze calcule cu o precizie suficientă pentru o clasă largă de probleme practice. Procesul de echilibru este reversibil, adică una în care revenirea la valorile parametrilor de stare care au avut loc în momentul anterior, ar trebui să conducă sistemul termodinamic la starea sa anterioară, fără nici o schimbare în organele sistemului din jur.
Aplicarea practică a proceselor cvasi-echilibru în dispozitive tehnice ineficiente. Astfel, utilizarea într-un proces cvasi-echilibru motor termic, de exemplu, are loc la o temperatură substanțial constantă, ceea ce duce inevitabil la faptul că o astfel de mașină va rula foarte lent (în limita - infinit lent) și au o putere foarte scăzută. Prin urmare, în practică, procese cvasi-echilibru în dispozitive tehnice nu sunt utilizate. Cu toate acestea, din moment ce predicția termodinamicii echilibru pentru sisteme reale cu o precizie suficient de mare coincid cu datele obținute experimental pentru astfel de sisteme, este utilizat pe scară largă pentru calcularea proceselor termodinamice în diverse dispozitive tehnice.
Dacă, în timpul procesului de termodinamica a sistemului revine la starea inițială, atunci acest proces este numit circular sau ciclic. procese circulare, precum și orice alte procese termodinamice pot fi fie în echilibru (și în consecință - reversibil) și neechilibru (ireversibil). Un proces ciclic reversibil după revenirea unui sistem termodinamic la starea sa inițială în organele din jur, nu există nici o perturbație termodinamic, iar statutul lor rămâne în echilibru. În acest caz, parametrii externi ai sistemului după procesul ciclic sunt returnate la valorile lor inițiale.
Când procesul ciclic ireversibil după finalizarea corpului înconjurător trece în parametrii de stare de non-echilibru și externe ale termodinamică schimbării sistemelor.
Sistemul deschis face ca schimbul de materie și energie cu mediul înconjurător.
Sistemul închis nu este schimbul de materiale cu mediul, dar pot face schimb de energie.
Sistemul izolat termic nu poate comunica cu mediul sau de energie sau substanță. EXEMPLU sistem izolat - termos închis - sticlă închis cu ceai fierbinte, deschis - ceai farfurie.
Furtuna - este un fenomen atmosferic care constă într-o aliniere naturală a diferenței de potențial, care este însoțită de formarea de descărcări electrice.