Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Термодинам́ічна сист́ема (англ. thermodynamic system) — об'єкт вивчення термодинаміки, сукупність матеріальних тіл, які перебувають у взаємодії з навколишніми тілами і можуть обмінюватися з ними енергією і частинками. Вона має межі, що відокремлюють її від навколишнього середовища, і ці межі можуть бути як реальними (газ у резервуарі, межа розділу фаз), так і чисто умовними у вигляді контрольної поверхні.
Загальний опис
Термодинамічна система, між будь-якими частинами якої відсутні поверхні розділу, називається гомогенною. Якщо ж вона складається з окремих частин, розмежованих поверхнями розділу, — гетерогенною, однорідна частина якої називається фазою.
Термодинамічна система може енергетично взаємодіяти з навколишнім середовищем і з іншими системами, а також обмінюватися з ними речовиною.
Ключовим для опису термодинамічної системи є поняття термодинамічної рівноваги. Розрізняють рівноважний і нерівноважний стани термодинамічної системи. Рівноважним термодинамічним станом називають стан тіла чи системи, що не змінюється в часі без зовнішнього енергетичного впливу. При цьому зникають усякі макроскопічні зміни (дифузія, теплообмін, хімічні реакції), хоча тепловий (мікроскопічний) рух молекул не припиняється. Стан термодинамічної системи, при якому у всіх її частинах температура однакова, називають ізотермічним рівноважним станом.
У рівноважному стані термодинамічна система характеризується сталими температурою, хімічним складом і тиском.
- Стан термодинамічної системи
Сукупність значень деякої кількості фізичних величин, що характеризує макроскопічні фізичні властивості тіла (системи тіл) та визначає їх фізичний стан називають станом термодинамічної системи.
До основних термодинамічних параметрів стану системи, що характеризують макроскопічний стан тіл належать: тиск, температура та питомий об'єм (p, T, v).
Класифікація
Залежно від умов взаємодії з іншими системами розрізняють системи:
- відкриту — за наявності обміну енергією та речовиною з іншими системами;
- закриту — за відсутності обміну речовиною з іншими системами;
- ізольовану — за відсутності обміну енергією й речовиною з іншими системами.
Ізольована термодинамічна система
Ізольована термодинамічна система — ідеалізована термодинамічна система, яка не взаємодіє з навколишнім середовищем. Енергія та маса такої системи залишаються сталими, система не обмінюється з зовнішніми тілами ні енергією (у вигляді теплоти, випромінювання, роботи тощо), ні речовиною.
Поняття ізольованої системи корисно для наближеного опису реальних процесів та побудови їх математичних моделей. Так, розглядаючи процеси теплообміну в системі, що складається з кількох тіл, які спочатку мають різні температури (наприклад, система з води, льоду та металевої посудини), можна проігнорувати теплообміном цих речовин з навколишнім середовищем (з повітрям). Ізольована термодинамічна система незалежно від свого початкового стану із часом завжди приходить у стан рівноваги, з якого ніколи не може вийти самовільно.
Повністю ізольованих систем в природі не існує, але деяких з них можна умовно, протягом певного часу, вважати ізольованими. Ще однією причиною неможливості існування ізольованих систем є існування космічного реліктового випромінювання з температурою 2,7 K, яке є наслідком Великого Вибуху. Це випромінювання взаємодіє з усіма тілами Всесвіту.
Системи, які допускають обмін енергією або роботою (але лише чимось одним) з навколишнім середовищем називають напівізольованими. Адіабатично ізольована термодинамічна система не може обмінюватися з навколишнім середовищем теплотою, а механічно ізольована — роботою. Прикладом таких систем може бути герметична ємність сталого об'єму, заповнена газом, який може нагріватись або охолоджуватись ззовні, або ж навпаки, теплоізольована ємність, об'єм якої може змінюватись за допомогою поршня.
Якщо система може обмінюватися і роботою, і енергією, вона називається неізольованою. Неізольовані системи, в свою чергу, поділяються на відкриті і закриті, в залежності від того, чи обмінюються вони речовиною з навколишнім середовищем.
Закрита термодинамічна система
Закрита термодинамічна система — це термодинамічна система, яка не обмінюється своєю речовиною з навколишнім середовищем, але може обмінюватись енергією на відміну від ізольованої системи.
Закрита термодинамічна система може отримувати енергію від зовнішніх тіл, якщо над нею виконана робота або у вигляді теплоти. Аналогічно, вона віддає енергію, виконуючи роботу над зовнішніми тілами, або віддаючи тепло.
Відкрита термодинамічна система
Відкрита термодинамічна система — термодинамічна система, яка може обмінюватися з навколишнім середовищем не тільки енергією, а й речовиною.
В стані термодинамічної рівноваги приток речовини до відкритої системи і витік речовини з неї зрівноважуються. В такому стані хімічний потенціал кожного роду частинок у системі вирівнюється.
Див. також
Примітки
- Яворський Б. М., Детлаф А. А., Лебедєв А. К., 2007. — С. 164.
- ТЕРМОДИНАМИКА(рос.)
- DIFFERENCE BETWEEN ISOLATED AND NON ISOLATED THERMODYNAMIC SYSTEM (англ.)
Джерела
- Яворський Б. М., Детлаф А. А., Лебедєв А. К. Довідник з фізики для інженерів та студентів вищих навчальних закладів / Переклад з 8-го переробл. і випр. вид. — Т. : Навчальна книга — Богдан, 2007. — 1040 с. — .
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Буляндра О. Ф. Технічна термодинаміка: Підручн. для студентів енерг. спец. вищ. навч. закладів. — К.: Техніка, 2001. — 320 с.
- Базаров И. П. Термодинамика. Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк. — 1991. — 376 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Termodinam ichna sist ema angl thermodynamic system ob yekt vivchennya termodinamiki sukupnist materialnih til yaki perebuvayut u vzayemodiyi z navkolishnimi tilami i mozhut obminyuvatisya z nimi energiyeyu i chastinkami Vona maye mezhi sho vidokremlyuyut yiyi vid navkolishnogo seredovisha i ci mezhi mozhut buti yak realnimi gaz u rezervuari mezha rozdilu faz tak i chisto umovnimi u viglyadi kontrolnoyi poverhni Zagalnij opisTermodinamichna sistema mizh bud yakimi chastinami yakoyi vidsutni poverhni rozdilu nazivayetsya gomogennoyu Yaksho zh vona skladayetsya z okremih chastin rozmezhovanih poverhnyami rozdilu geterogennoyu odnoridna chastina yakoyi nazivayetsya fazoyu Termodinamichna sistema mozhe energetichno vzayemodiyati z navkolishnim seredovishem i z inshimi sistemami a takozh obminyuvatisya z nimi rechovinoyu Klyuchovim dlya opisu termodinamichnoyi sistemi ye ponyattya termodinamichnoyi rivnovagi Rozriznyayut rivnovazhnij i nerivnovazhnij stani termodinamichnoyi sistemi Rivnovazhnim termodinamichnim stanom nazivayut stan tila chi sistemi sho ne zminyuyetsya v chasi bez zovnishnogo energetichnogo vplivu Pri comu znikayut usyaki makroskopichni zmini difuziya teploobmin himichni reakciyi hocha teplovij mikroskopichnij ruh molekul ne pripinyayetsya Stan termodinamichnoyi sistemi pri yakomu u vsih yiyi chastinah temperatura odnakova nazivayut izotermichnim rivnovazhnim stanom U rivnovazhnomu stani termodinamichna sistema harakterizuyetsya stalimi temperaturoyu himichnim skladom i tiskom Stan termodinamichnoyi sistemiDokladnishe Stan termodinamichnoyi sistemi Sukupnist znachen deyakoyi kilkosti fizichnih velichin sho harakterizuye makroskopichni fizichni vlastivosti tila sistemi til ta viznachaye yih fizichnij stan nazivayut stanom termodinamichnoyi sistemi Do osnovnih termodinamichnih parametriv stanu sistemi sho harakterizuyut makroskopichnij stan til nalezhat tisk temperatura ta pitomij ob yem p T v KlasifikaciyaZalezhno vid umov vzayemodiyi z inshimi sistemami rozriznyayut sistemi vidkritu za nayavnosti obminu energiyeyu ta rechovinoyu z inshimi sistemami zakritu za vidsutnosti obminu rechovinoyu z inshimi sistemami izolovanu za vidsutnosti obminu energiyeyu j rechovinoyu z inshimi sistemami Izolovana termodinamichna sistema Dokladnishe Izolovana termodinamichna sistema Izolovana termodinamichna sistema idealizovana termodinamichna sistema yaka ne vzayemodiye z navkolishnim seredovishem Energiya ta masa takoyi sistemi zalishayutsya stalimi sistema ne obminyuyetsya z zovnishnimi tilami ni energiyeyu u viglyadi teploti viprominyuvannya roboti tosho ni rechovinoyu Ponyattya izolovanoyi sistemi korisno dlya nablizhenogo opisu realnih procesiv ta pobudovi yih matematichnih modelej Tak rozglyadayuchi procesi teploobminu v sistemi sho skladayetsya z kilkoh til yaki spochatku mayut rizni temperaturi napriklad sistema z vodi lodu ta metalevoyi posudini mozhna proignoruvati teploobminom cih rechovin z navkolishnim seredovishem z povitryam Izolovana termodinamichna sistema nezalezhno vid svogo pochatkovogo stanu iz chasom zavzhdi prihodit u stan rivnovagi z yakogo nikoli ne mozhe vijti samovilno Povnistyu izolovanih sistem v prirodi ne isnuye ale deyakih z nih mozhna umovno protyagom pevnogo chasu vvazhati izolovanimi She odniyeyu prichinoyu nemozhlivosti isnuvannya izolovanih sistem ye isnuvannya kosmichnogo reliktovogo viprominyuvannya z temperaturoyu 2 7 K yake ye naslidkom Velikogo Vibuhu Ce viprominyuvannya vzayemodiye z usima tilami Vsesvitu Sistemi yaki dopuskayut obmin energiyeyu abo robotoyu ale lishe chimos odnim z navkolishnim seredovishem nazivayut napivizolovanimi Adiabatichno izolovana termodinamichna sistema ne mozhe obminyuvatisya z navkolishnim seredovishem teplotoyu a mehanichno izolovana robotoyu Prikladom takih sistem mozhe buti germetichna yemnist stalogo ob yemu zapovnena gazom yakij mozhe nagrivatis abo oholodzhuvatis zzovni abo zh navpaki teploizolovana yemnist ob yem yakoyi mozhe zminyuvatis za dopomogoyu porshnya Yaksho sistema mozhe obminyuvatisya i robotoyu i energiyeyu vona nazivayetsya neizolovanoyu Neizolovani sistemi v svoyu chergu podilyayutsya na vidkriti i zakriti v zalezhnosti vid togo chi obminyuyutsya voni rechovinoyu z navkolishnim seredovishem Zakrita termodinamichna sistema Dokladnishe Zakrita termodinamichna sistema Zakrita termodinamichna sistema ce termodinamichna sistema yaka ne obminyuyetsya svoyeyu rechovinoyu z navkolishnim seredovishem ale mozhe obminyuvatis energiyeyu na vidminu vid izolovanoyi sistemi Zakrita termodinamichna sistema mozhe otrimuvati energiyu vid zovnishnih til yaksho nad neyu vikonana robota abo u viglyadi teploti Analogichno vona viddaye energiyu vikonuyuchi robotu nad zovnishnimi tilami abo viddayuchi teplo Vidkrita termodinamichna sistema Dokladnishe Vidkrita termodinamichna sistema Vidkrita termodinamichna sistema termodinamichna sistema yaka mozhe obminyuvatisya z navkolishnim seredovishem ne tilki energiyeyu a j rechovinoyu V stani termodinamichnoyi rivnovagi pritok rechovini do vidkritoyi sistemi i vitik rechovini z neyi zrivnovazhuyutsya V takomu stani himichnij potencial kozhnogo rodu chastinok u sistemi virivnyuyetsya Div takozhTermodinamichnij proces Termodinamichnij cikl Termodinamichna temperaturaPrimitkiYavorskij B M Detlaf A A Lebedyev A K 2007 S 164 TERMODINAMIKA ros DIFFERENCE BETWEEN ISOLATED AND NON ISOLATED THERMODYNAMIC SYSTEM angl DzherelaYavorskij B M Detlaf A A Lebedyev A K Dovidnik z fiziki dlya inzheneriv ta studentiv vishih navchalnih zakladiv Pereklad z 8 go pererobl i vipr vid T Navchalna kniga Bogdan 2007 1040 s ISBN 966 692 818 3 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Bulyandra O F Tehnichna termodinamika Pidruchn dlya studentiv energ spec vish navch zakladiv K Tehnika 2001 320 s ISBN 966 575 103 4 Bazarov I P Termodinamika Uchebnik dlya vuzov 4 e izd pererab i dop M Vyssh shk 1991 376 s ISBN 5 06 000626 3