ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

- равновесное макроскопич. состояние термодинамической системы, к-рое фиксируется заданием параметров состояния, представляющих собой измеряемые макроскопич. приборами ср. величины определ. набора характеристик системы. Конкретный выбор этих параметров неоднозначен и определяется тем, каким способом рассматриваемая равновесная система выделяется из среды окружающих её тел и др, систем (т. е. видом контакта системы и окружения). Обычно используется один из четырёх вариантов такого выбора: 1) адиабатически изолированная система (система выделена стенками, не допускающими через себя потоки энергии и частиц) - фиксируются энергия системы 5016-56.jpg, объём V, число частиц N и внеш. поля X;2) система в термостате (система выделена с помощью теплопроводящих стенок и находится в равновесии с др. термодинамич. системой, выполняющей роль термометра или термостата) - фиксируются темп-pa Т или Q= kT (энергия 5016-57.jpg уже не фиксируется точно), а также V, N, X;3) система выделена воображаемыми стенками (величины 5016-58.jpg и N точно не фиксированы)- в качестве параметров состояния используются Q, V, X и хим. потенциал m; 4) вариант 2, но с подвижной стенкой (система "под поршнем", выполняющим роль мембраны манометра, объём V уже точно не фиксирован) - параметрами состояния являются Q, давление P, N и X. В термодинамич. пределе, 5016-59.jpg , V/N=const, все четыре варианта оказываются эквивалентными, т. к. различия в граничных условиях проявляются как негарантированные малые поправки.

При выборе параметров в варианте 1 потенциалом термодинамическим, содержащим в себе всю информацию о равновесных свойствах системы, является энтропия S = S(5016-60.jpg, V, N, X), в варианте 2-свободная энергия ( Гелъмгольца энергия) F=5016-61.jpg-QS/k = F(Q,V,N,X), в варианте 3 - введённый Гиббсом потенциал W = F- mN== W (Q, V, X, m) и в варианте 4 - Шббса энергия (потенциал Гиббса) G = F+PV=G(Q, P, X,N). Если зафиксировать условие 1, то энтропия при стремлении системы к равновесному состоянию достигает своего макс. значения, при фиксир. условиях 2, 3, 4 соответственно потенциалы F,W, G стремятся к своим мин. значениям. Т. о., единственное и устойчивое состояние равновесия термодинамического, характеризуемое не только внеш. условиями, но и значениями всех др. макроскопич. параметров, определяется как решение вариационной задачи, соответствующей выбору одного из вариантов 1 -4 в случае 1 - 5017-1.jpg , в случае 2 - (dF)QVXN =0,(d2F)QVXN > 0 и т. д. Вариации термодинамич. потенциалов производятся по тем параметрам системы, к-рые при указанных фиксир. условиях могут принимать неравновесные значения.

Состояния неравновесных статистич. систем фиксируются по-разному в зависимости от этапов их эволюции. Напр., для классич. неидеального газа в нач. период времени, меньший или порядка времени взаимодействия отдельных частиц друг с другом, микроскопич. состояние системы определяется как в механике - заданием импульсов и координат всех N частиц. Затем состояние хаотизируется, индивидуальность частиц утрачивается и система вступает в кинетич. фазу эволюции, описываемую кинетич. ф-циями распределения и кинетич. ур-ниями (см. Кинетическая теория газов). По истечении времени t пр пр - ср. время свободного пробега) в областях системы, имеющих локальный размер ~l (l -ср. длина свободного пробега), возникает локальное термодинамическое равновесие. Темп-ра Q (t, r), плотность n(t, r )и др. определяемые ими термодинамич. характеристики являются локальными и зависят от времени t и пространственной координаты r. На этом этапе эволюция системы описывается ур-ниями гидроди-намич. типа с учётом неоднородностей темп-ры, плотности и конкретных граничных условий ( Навье -Стокса уравнения, ур-ния теплопроводности, диффузии и др.), а состояние- как "карта" релаксирующих значений локальных термодинамич. характеристик. Лишь по истечении общего времени релаксации в системе прекращаются потоки, устанавливаются равновесные значения темп-ры (одинаковые для всех r), плотности, давления и т. д. (при наличии внеш. статич. поля эти величины неоднородны и зависят от r), утрачивается роль граничных условий, кинетических коэффициентов и т. д. При этом поведение системы описывается методами равновесной термодинамики, состояние фиксируется условиями 1-4, а сама система конкретизируется с помощью макроскопич. ур-ний состояния или соответствующим термодинамич. потенциалом.

Лит.: Квасников И. А., Термодинамика и статистическая физика. Теория неравновесных систем, М., 1987; его же, Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем, М., 1991. И. А. Квасников.


Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Полезное


Смотреть что такое "ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ" в других словарях:

  • ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ — физической системы определяется в случае равновесия равновесными значениями ее параметров: температуры, давления, объема, концентраций компонентов, потенциалов и т. п.; неравновесное состояние характеризуется наличием в системе перепадов… …   Большой Энциклопедический словарь

  • термодинамическое состояние — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN thermodynamic state …   Справочник технического переводчика

  • термодинамическое состояние — физической системы, определяется в случае равновесия равновесными значениями её параметров: температуры, давления, объёма, концентраций компонентов, потенциалов и т. п.; неравновесное состояние характеризуется наличием в системе перепадов… …   Энциклопедический словарь

  • термодинамическое состояние — termodinaminė būsena statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinamiškai pusiausvirų termodinaminės sistemos arba jos makroskopinių dalių būsena, apibūdinama makroskopiniais parametrais. Jei pusiausviros tik makroskopinės sistemos dalys, tai… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Термодинамическое состояние —         состояние, в котором находится Термодинамическая система; Т. с. характеризуется совокупностью макроскопических параметров, определяющих внутренние свойства системы в данном состоянии и её взаимодействие с внешними телами. Параметрами Т. с …   Большая советская энциклопедия

  • ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ — равновесное состояние (см. Равновесие термодинамическое) рассматриваемой термодинамич. системы или такое её неравновесное состояние, при к ром каждая из макроскопич. частей системы находится в равновесном состоянии т. н. локально равновесное… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ — физ. системы, определяется в случае равновесия равновесными значениями её параметров: темп ры, давления, объёма, концентраций компонентов, потенциалов и т. п.; неравновесное состояние характеризуется наличием в системе перепадов (градиентов) темп …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • СОСТОЯНИЕ — (1) аморфное (рентгеноаморфное) состояние твёрдого вещества, в котором нет кристаллической структуры (атомы и молекулы расположены беспорядочно), оно изотропно, т. е. имеет одинаковые физ. свойства по всем направлениям и не имеет чёткой… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. В общем, эти величины не являются постоянными, они лишь …   Википедия

  • ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ — – состояние системы, в которой ее макроскопические параметры не меняются со временем. В таком состоянии системы отсутствуют процессы, сопровождающиеся рассеянием энергии, например, потоки тепла или химические реакции. С микроскопической точки… …   Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»