Состояние и параметры состояния термодинамической системы

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ. Термодинамическая система

[U1] Объектом изучения в термодинамике является термодинамическая система – [U2] макроскопическое тело или совокупность тел или частиц, выделяемые в окружающей среде и взаимодействующие с ней, причем окружающей средой считается все, что не входит в термодинамическую систему. Термодинамическая система выделяется из окружающей среды при помощи оболочки,которая может являться реальным физическим объектом, а может быть воображаемой. В последнем случае ее называют контрольной поверхностью. Термодинамические системы классифицируются по типу взаимодействия с окружающей средой. Выделяют системы закрытые – без массообмена, адиабатные – без теплообмена, механически изолированные – не обменивающиеся механической энергией со средой, замкнутые или изолированные – закрытые, не обменивающиеся со средой энергией в любой форме.

Состояние и параметры состояния термодинамической системы

Для количественного описания поведения термодинамической системы вводят так называемые параметры состояния, под которыми понимаются величины, измерение которых доступно современными приборами. В простейшем случае любая термодинамическая система обладает четырьмя макроскопическими параметрами: массой M, объемом V, давлением p и температурой T. Масса – мера инертности тела.В системе единиц СИ масса M измеряется в килограммах (кг).

Объем системы можно измерить по объему вытесненной жидкости. В системе единиц СИ единицей объема является кубометр – м³_.

Давление - сила, действующая нормально на единицу площади выбранной поверхности со стороны термодинамической системы. За единицу давления в системе единиц СИ принимается паскаль (Па = Н/м²), .

На практике обычно используют более крупную единицу давления – бар: 1 бар = 100000 Па = 10⁵ Па.

В качестве единицы давления используются также физическая атмосфера,

1 атм = 760 мм рт.ст. = 10329 мм вод.ст. = 101325 Па = 1.013 бар

и техническая атмосфера,определяемая как сила в один килограмм, приходящаяся на 1 см² поверхности:1 ата = 98100 Па = 0.98 бар = 736 мм.рт.ст.

Датчики давления в технике измеряют не абсолютное давление, а избыточное, т.е. разность между абсолютным давлением и атмосферным (барометрическим): p_и = p – p_а.

Температура

В современной физике в качестве реперной точки выбирается тройная точка воды, т.е. состояние воды, в котором лед, жидкость и пар сосуществуют в равновесии одновременно. В шкале Кельвина тройной точке воды приписывается температура 273.16 К. Тогда точка замерзания воды (таяния льда) имеет температуру 273.15 К.

Ниже приводится связь между различными температурными шкалами, употребляемыми в разных странах (Кельвина, Цельсия, Фаренгейта, Реомюра):

[U3]

Лекция 2