Pentru o lungă perioadă de timp între fizicieni și reprezentanți ai altor științe, a fost un mod de a descrie ceea ce văd în cursul experimentelor lor. Lipsa de consens și de numărul mare de termeni luate „din tavan“, duce la confuzie și neînțelegeri între colegi. De-a lungul timpului, fiecare ramură a fizicii dobândite definițiile sale bine stabilite și unități de măsură. Deci, pe parametrii termodinamici care explică majoritatea modificărilor macroscopice în sistem.
definiție
parametrii de stare sau parametri termodinamici - este o serie de mărimi fizice, care sunt toate împreună și fiecare separat, poate da o caracterizare a sistemului observat. Acestea includ lucruri cum ar fi:
- temperatură și presiune;
- concentrația inducției magnetice;
- entropie;
- entalpie;
- Gibbs și Helmholtz de energie și multe altele.
Alocați parametrii intensiv și extensiv. Extensive sunt cele care sunt direct proporțional cu masa unui sistem termodinamic și intensiv - sunt determinate de alte criterii. Nu toate opțiunile sunt la fel de independente, astfel încât, în scopul de a calcula starea de echilibru a sistemului, trebuie să definiți mai mulți parametri.
clasificare
Există mai multe clasificări ale parametrilor termodinamici. Deci, bazat pe primul punct, știm deja că toate valorile pot fi împărțite în:
- Extensivă (aditiv) - aceste substanțe sunt supuse legii adăugării, adică valoarea lor depinde de cantitatea de ingrediente;
- intens - ele nu depind de cât de mult material a fost preluat pentru reacția, deoarece aliniat interacțiunea.
Pornind de condițiile în care există substanțe care alcătuiesc sistemul, valorile pot fi împărțite în cele care descriu reacțiile de fază și reacțiile chimice. În plus, este necesar să se ia în considerare proprietățile substanțelor, reactive. Acestea pot fi:
- termomecanic;
- termică;
- termochimic.
In plus, orice sistem termodinamic îndeplinește o funcție specifică, astfel încât parametrii pot caracteriza locul de muncă sau căldură, reacția rezultată și se lasă să se calculeze energia necesară pentru transferul masei particulelor.
variabile de stare
Stadiul oricărui sistem, inclusiv termodinamic, poate fi determinată printr-o combinație de proprietăți sau a caracteristicilor sale. Toate variabilele care sunt complet determinate numai la un anumit punct în timp și nu depinde de modul în care sistemul a ajuns în această stare, numită parametrii termodinamici (variabile) ale funcțiilor de stat sau de stat.
Sistemul este considerat a fi staționar, în cazul în care funcția de variabile în timp, nu se schimbă. Una dintre variantele de stat staționare - este echilibrul termodinamic. Orice, chiar și cea mai mică schimbare în sistem - este un proces, și poate fi de la una la mai multe variabile ale parametrilor termodinamici ai statului. Secvența în care starea sistemului trece reciproc in continuu, se numește „proces de cale.“
Din păcate, confuzie cu privire la ceea ce este în continuare cazul, deoarece aceeași variabilă poate fi ca independent, iar rezultatul adăugării de mai multe caracteristici ale sistemului. Prin urmare, termeni cum ar fi „funcția de stat“, „stat setarea“, „variabila de stat“ pot fi considerate ca fiind sinonime.
temperatură
Unul dintre statul independent al parametrilor termodinamici ai sistemului - este temperatura. Este o valoare care caracterizează cantitatea de energie cinetică pe unitatea de particule în sistem termodinamic în echilibru.
Dacă abordarea definiției din punct de vedere al termodinamicii, temperatura este de o valoare invers proporțională cu variația entropiei, după adăugarea de căldură (energie) a sistemului. Atunci când sistemul este în echilibru, temperatura este aceeași pentru toate sale „membri“. Dacă există o diferență de temperatură, mai multă putere este dat unui corp fierbinte și este absorbită de o răceală.
Există sisteme termodinamice care confuzie adăugarea de energie (entropia) nu crește, și invers - este redusă. În plus, în cazul în care un astfel de sistem va interacționa cu corpul a cărui temperatură este mai mare decât cea proprie, acesta va da energia cinetică a acestui organism, și nu invers (pe baza legilor termodinamicii).
Presiunea este o cantitate care caracterizează forța care acționează asupra unui corp perpendicular pe suprafața sa. Pentru a calcula acest parametru, aveți nevoie de toată cantitatea de forță împărțită la aria obiectului. Unitățile de această forță va fi Pascali.
În cazul parametrilor termodinamici ai gazului care îl ocupă întregul volum disponibil pentru el și, în plus, moleculele componentelor sale și a muta în mod continuu la întâmplare se ciocnesc unele cu altele și cu vasul în care locuiesc. Aceste substanțe cauzează șocuri și vas de presiune pe perete sau organismului, care este plasat în gazul. Puterea de răspândire în toate direcțiile la fel, din cauza mișcării imprevizibile a moleculelor. Pentru a crește presiunea, este necesară creșterea temperaturii sistemului, și invers.
Energia internă
Parametrii termodinamici de bază, în funcție de greutatea sistemului, și include energia internă. Se compune din energia cinetică cauzată de mișcarea moleculelor ale substanței, precum și energia potențială care apare atunci când moleculele interacționează.
Acest parametru este unic. Aceasta este, valoarea energiei interne în mod continuu de fiecare dată când sistemul se află în starea dorită, indiferent de ce fel (statul) a fost atins.
Nu se poate schimba energia internă. Se compune din căldura eliberată de către sistem și munca pe care se face. Pentru unele procese sunt luate în considerare și alți parametri, cum ar fi temperatura, entropia, presiunea, capacitatea și numărul de molecule.
A doua lege a termodinamicii spune că entropia unui sistem izolat nu scade. O altă formulare postulează că energia nu se mișcă departe de corp, la o temperatură mai scăzută pentru o mai cald. Aceasta, la rândul său, neagă posibilitatea de a crea o mașină de mișcare perpetuă, pentru că nu pot fi toate de energia disponibilă pentru organism, pentru a traduce lucrarea.
Conceptul de „entropie“ a fost pus în funcțiune încă de la mijlocul secolului al 19-lea. Apoi a fost percepută ca o modificare a cantității de căldură la temperatura sistemului. Dar această definiție este adecvată numai pentru procesele care sunt în mod constant într-o stare de echilibru. Din aceasta putem deduce următoarea concluzie: în cazul în care temperatura corpului a sistemului tinde la zero, atunci entropia este zero.
parametrul Entropy ca starea termodinamică a gazului este utilizat ca o indicație a măsurii de dezordine, cazualității mișcării particulelor. Este folosit pentru a determina distribuția moleculelor într-o anumită zonă și vasul sau pentru a calcula interacțiunea forță electromagnetică dintre ionii substanței.
Entalpie este energia care poate fi transformată în căldură (sau de lucru) la presiune constantă. Acest potențial pentru un sistem care este în echilibru, atunci când un nivel cercetător cunoscut de entropie, numărul de molecule și presiune.
Dacă este indicat, parametrul termodinamic al unui gaz ideal, o entalpie în loc de a folosi sintagma „sistem energetic extins.“ Pentru a face mai ușor pentru a explica această cantitate se poate prezenta un vas umplut cu un gaz care este comprimat în mod uniform de către un piston (de exemplu, un motor cu ardere internă). În acest caz, entalpia este egal nu numai energia internă a substanței, dar, de asemenea, munca pe care este necesar să se facă pentru a aduce sistemul la starea dorită. Modificarea acestui parametru depinde numai de stările inițiale și finale ale sistemului și modul în care este primit, nu este important.
energie Gibbs
parametrii și procesele termodinamice, pentru cea mai mare parte, în legătură cu potențialul energetic al substanțelor care alcătuiesc sistemul. Astfel, energia Gibbs este echivalentă cu energia chimică totală a sistemului. Ea arată ce schimbări vor avea loc în cursul reacțiilor chimice și dacă substanțele interacționează deloc.
Modificarea numărului de energie a sistemului și a temperaturii în timpul reacției afectează lucruri precum entalpiei și entropiei. Diferența dintre acești doi parametri vor fi numit doar energia Gibbs sau potențial izobară-izotermă.
Valoarea minimă a energiei observată în acest caz, dacă sistemul este în echilibru, iar presiunea, temperatura și cantitatea de substanță rămân neschimbate.
energie Helmholtz
energie Helmholtz (în funcție de alte surse de energie - o liberă) este o cantitate potențială de energie care s-ar pierde în cazul în care interacțiunea sistemului cu organismele din afara acesteia.
Conceptul de energie liberă Helmholtz este adesea folosit pentru a determina ce capacitățile maxime de performanță pentru a executa sistemului, și anume cât de mult de căldură să fie eliberată în cazul în care substanța trece de la o stare la alta.
Dacă sistemul este în echilibru termodinamic (adică, nu face nici o lucrare), nivelul de energie liberă este la un nivel minim. Deci, modificări ale altor parametri, cum ar fi temperatura, presiunea, cantitatea de particule are loc de asemenea.