Параметры термодинамических систем

Краткий курс лекциЙ по биофизике для ЗФ

Классификация и характеристики термодинамических систем

Под термодинамической системой подразумевается макроскопическое тело, заключенное в некотором ограниченном пространстве и способное обмениваться с внешней средой и между внутренними частями веществом и энергией.

Термодинамические системы по характеру обмена с окружающей средой подразделяются на изолированные, закрытые и открытые.

Изолированными называют системы, которые не обмениваются с внешней средой ни массой, ни энергией. Таких систем вприроде не существует, поэтому под изолированными подразумевают системы, обменом которых с окружающей средой веществом и энергией можно пренебречь в рамках данной задачи.

Закрытыми называют системы, обменивающиеся внешней средой энергией, но не массой.

Открытые системы обмениваются с внешней средой и энергией и массой.

Классическая термодинамика занимается описанием изолированных и закрытых систем. Теория открытых систем (неравновесная термодинамика) начала разрабатываться с 30-х годов прошлого века.

Параметры термодинамических систем

Для того чтобы дать термодинамическое описание системы используются параметры системы. Параметры системы – это физические величины, которые служат для характеристики состояния системы. Параметры делятся на категории. Одни из них являются экстенсивными, другие интенсивными. Экстенсивные параметры характеризуют систему как целое, например, масса и объем. Далее мы встретимся другими экстенсивными характеристиками. Основное свойство экстенсивных параметров — их аддитивность. Например, масса системы равна сумме масс ее отдельных частей. Интенсивные параметры носят силовой характер (давление, температура, концентрация, внутренняя энергия, энтропия и др.) и могут приобретать разные значения в различных точках системы. Любой вид затрачиваемой на совершение работы энергии выражается через произведение интенсивного (силового) параметра на экстенсивный.