Термочувствительная жидкость

Рис. 1.1. Пример закрытой системы с подвижной границей. Термобаллон с термочувствительной жидкостью - элемент регулятора температуры прямого действия

Теплоноситель (горячая вода)

Границы системы >i<

Воздух

->

Рис. 1.2. Пример открытой системы. Водяной подогреватель воздуха

Система находится в термодинамическом равновесии, если при изоляции её от воздействия внешней среды параметры состояния системы не изменяются. Необходимо отметить, что для описания равновесных состояний достаточно нескольких параметров состояния.

, Границы системы

*,,>к»<4»к**;»>к»>4<4<***>к>к>к>к>к /./. ОсНОвНЫЭ ПОЛОЖЭНиЯ ***********#*********

Система называется гомогенной, если её химический состав и физические свойства в пределах границ системы одинаковы. Однородность химического состава существует не только в случаях, когда система состоит из единственного чистого вещества. Этому требованию удовлетворяют и смеси различных газов, если только состав смеси одинаков во всей системе и они не вступают друг с другом в химические реакции. Таким образом, гомогенная система состоит из одной фазы.

Система из двух или более фаз называется гетерогенной.

Так, примером гомогенной системы является воздух, состоящий из смеси различных газов и водяного пара, а гетерогенной системы - туман, когда наряду с газовой фазой в системе присутствует жидкая (капли воды) или твёрдая (кристаллы льда) фаза.

Параметры состояния, значения которых определяются суммой параметров состояния составляющих частей условно разделённой системы, называются экстенсивными параметрами состояния. Примерами экстенсивных параметров состояния являются объём и масса.

Если рассматривается гомогенная система, то при разделении её на части объём делится пропорционально массе. Это справедливо не только для объёма, но и для всех других экстенсивных величин. Экстенсивные параметры состояния, следовательно, определяют размер рассматриваемой системы. Особенно удобна для этих целей масса вещества.

Параметры состояния, значения которых остаются одинаковыми во всех частях гомогенной системы, называются интенсивными параметрами состояния. Они не зависят от размеров системы. К числу таких параметров можно отнести давление, температуру и другие.

Во многих термодинамических исследованиях масса вещества не имеет значения, а интерес представляет только интенсивное состояние. При этом вместо экстенсивных используют удельные параметры состояния, которые ведут себя как интенсивные параметры: при разделении системы они остаются постоянными. Поэтому интенсивное состояние системы можно описывать также удельными параметрами состояния.

Так, удельный объём v получается путём деления объёма системы на её массу т

а плотность

т 1

(1.1) (1.2)

В общем случае любой экстенсивный параметр состояния Е, делённый на массу т, становится соответствующим удельным параметром состояния

На рис. 1.3. показана термодинамическая система в целом (жилой блок - V, т, р, р, v) и при её разделении (кабинет -Vi,mi,T, р, р, v; спальня - Уг, Шг, Т, р, р, v), а также характер поведения экстенсивных {V = Vi + V2; т = mi + Шг), интенсивных (Г, р) и удельных (р, v) параметров газа.

Кабинет Параметры! т,, Т, р, р, V

Спальня воздуха:

т, Т, р, р, V

блок

Границы системы

Рис. 1.3. Термодинамическая система