double arrow

Вопрос 1. Дать характеристику возможным состояниям неравновесной термодинамической системы.

Состояние термодинамической системы – это набор значений независимых переменных, которые определяют совокупность ее свойств.

Термодинамическими переменными называются величины, количественно выражающие термодинамические свойства системы. Переменные, значения которых фиксированы при рассмотрении конкретной задачи, называют термодинамическими параметрами. В общем случае термодинамическое свойство fi даже в пределах одной фазы зависит от пространственной координаты и времени fi(r,t). Такая зависимость характерна для неравновесных состояний термодинамической системы.

Для неравновесной системы можно выделить 4 типа состояний:

Однородное состояние – такое состояние неравновесной системы, при котором свойства этой системы одинаковы во всех её точках (не зависит от координаты), но меняются во времени.

Стационарное состояние – это такое состояние неравновесной системы, при котором ее свойства неизменны во времени, но различны в отдельных точках системы (зависят от координат).

Неоднородное нестационарное состояние характеризуется изменением свойств системы как вдоль выбранной координаты, так и со временем.

Равновесное состояние - состояние, в которое со временем приходит система при постоянных внешних условиях, и которое характеризуется неизменностью во времени термодинамических параметров и отсутствием в системе потоков вещества и теплоты.

Таким образом, равновесие можно рассматривать как частный случай стационарности (однородности), возникающей при наложении дополнительного условия однородности (стационарности).

Строго говоря, условие (4) является необходимым, но недостаточным критерием наличия равновесия в системе. Действительно, произвольная смесь водорода и кислорода является однородной и практически стационарной. Однако, достаточно систему нагреть или вести соответствующий катализатор, и начнется хим. реакция, протекающая при определенных условиях со взрывом. О таких системах говорят, что они т/д неравновесны и кинетически заторможены.

Поэтому по-прежнему полным условием устойчивого равновесия являются экстремумы соответствующих функций: абсолютный минимум энергии Гиббса при (р,Т)=const, абсолютный максимум энтропии в изолированной системе (U,V)=const и т.д.


2. Охарактеризуйте системы, которые рассматриваются в рамках термодинамики необратимых процессов.

Термодинамическая система – совокупность тел, способных энергетически взаимодействовать между собой и с другими телами и обмениваться с ними веществом и энергией. Все тела вне указанной совокупности представляют собой внешнюю среду.

Для неравновесных систем (открытых и закрытых) характерны неравновесные состояния, параметры и свойства которых являются функциями времени и/или пространства. В общем случае неравновесную систему нельзя охарактеризовать едиными значениями температуры и давления.

Свойства неравновесных систем характеризуются термодинамическими переменными.

Только в случае если термодинамические переменные строго фиксируются при заданных внешних условиях, они будут называться термодинамическими параметрами.

fi - cвойство системы, то можно для неравновесных систем выделить состояния 4 типов:


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: