Основные понятия и определения. Объектом изучения термодинамики являются термодинамические системы

Объектом изучения термодинамики являются термодинамические системы.

Термодинамическая система (ТД) – тело или совокупность тел, способное (способных) обмениваться с другими телами (между собой) энергией и (или) веществом. Термодинамическая система имеет границы, отделяющие её от окружающей среды. Границы ТД системы могут быть как реальными (газ в резервуаре, граница раздела фаз), так и условными в виде контрольной поверхности.

ТД система, между любыми частями которой нет поверхностного раздела, называют гомогенной. Примером такой системы является газ, характеризуемый давлением Р, удельным объёмом v и температурой T.

ТД система, состоящая из отдельных частей, разграниченных поверхностями раздела, называется гетерогенной. Примером такой системы может служить газ, находящийся в равновесии с жидкостью в закрытом сосуде. Однородная часть гетерогенной системы называется фазой.

ТД система может энергетически обмениваться с окружающей средой и другими системами, а также обмениваться с ними веществом. В зависимости от условий взаимодействия с другими системами различают изолированную, замкнутую, открытую и адиабатно изолированную ТД системы.

Изолированной – называется ТД система, которая не может обмениваться ни энергией, ни веществом с другими системами. В такой системе отдельные части (подсистемы) могут взаимодействовать между собой.

Закрытой – называется ТД система, которая не может обмениваться веществом с другими системами. ТД система может быть закрыта, но масса отдельных её частей может изменяться (например, при фазовом переходе «жидкость – пар»).

Открытой – называется система, которая может обмениваться веществом с другими системами.

Адиабатно изолированной (или теплоизолированной) – называется ТД система, которая не может обмениваться теплотой с другими системами (окружающей средой).

В основе термодинамического метода исследования лежит понятие о состоянии термодинамической системы.

Совокупность физических свойств в рассматриваемых условиях называют ТД состоянием системы.

Различают равновесное (стационарное) и неравновесное (нестационарное) состояние ТД системы.

Равновесным - называется состояние системы, в котором она может находиться как угодно долго. (Для газа, заключённого в некотором сосуде, равновесным является состояние, в котором температура, давление и плотность (или число молекул в объёме) в пределах объёма газа всегда одинаково.)

Неравновесным - называют состояние изолированных систем, в которых они, несмотря на отсутствие внешних воздействий, не могут пребывать в течение конечных промежутков времени.

Любые изменение в ТД системе, связанное с изменением хотя бы одного из параметров, называется процессом.