Первое начало термодинамики

Открытые системы, которые обмениваются с окружающей средой и веществом и энергией.

Равновесных систем Неравновесных систем

Равновесных систем (или переходящих к равновесию) - классическая термодинамика.

Неравновесная термодинамика играет особую роль в рассмотрении биологических систем.

Термодинамическая система – это система, представляет собой тело или группу тел, условно выделенных из окружающей среды для удобного рассмотрения.

Термодинамическая система характеризуется определенными параметрами (функциями), количественно описывающие её состояние и подразделяются на:

Экстенсивные – зависят от общего количества вещества в системе (масса, объем).

Интенсивные – не зависят от общего количества вещества в системе (давление, температура).

Стационарным состоянием системы называется состояние, при котором параметры системы при взаимодействии с окружающей средой или телами с течением времени не изменятся.

В стационарном состоянии могут находиться следующие системы:

2. Закрытые системы, которые обмениваются с окружающей средой только энергией.

Изолированные системы, которые не обмениваются с окружающей средой не веществом, не энергией. Со временем такая система приходит в равновесное состояние. Такая система используется в качестве удобной термодинамической модели.

Естественно, что любая реальная термодинамическая система не будет изолированной хотя бы потому, что её невозможно окружить оболочкой, не проводящей теплоту.

Термодинамические процессы – это процессы обмена энергией и веществом или переход энергии из одной формы в другую. Они бывают обратимые и необратимые.

При обратимом процессе переход от начального к конечному состоянию, и наоборот, не требует дополнительных затрат энергии. Энергия переходит из одного вида к другому без потерь. Характеризует идеальные процессы.

При необратимом процессе переход от конечного состояния к начальному требует дополнительных затрат энергии, так как процессы идут с частичными потерями энергии в виде тепла. Характеризует реальные процессы.

Первое начало термодинамики устанавливает количественные соотношения при превращении теплоты в механическую работу.

Количество теплоты Q, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии DU и совершением системой работы А.

D U = U₂ – U₁ – разность между запасом внутренней энергии системы начального U₁ и конечного U₂ состояний.

DU является функцией состояния и её изменение зависит только от того, каким было это состояние вначале и в конце процесса, но не будет зависеть от пути, по которому он протекал. Внутренняя энергия является суммой кинетической и потенциальной энергии.