Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Базаров И.П. -> "Термодинамика" -> 12

Термодинамика - Базаров И.П.

Базаров И.П. Термодинамика — М.: Высшая школа, 1991. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 146 >> Следующая


Внутренняя энергия U является внутренним параметром и, следовательно, при равновесии зависит Oi внешних параметров а, и температуры Т. U--U ..., а„; Т).

Зависимость внутренней энергии от температуры почти у всех встречающихся в окружающей нас природе систем пгкова, ню с неограниченным ростом температуры внутренняя энергия также HCOi раниченно растет. Это происходит потому, что каждая молекула или какой-либо другой элемент «обычной» іермоди-намической системы может иметь любое сколь угодно большое значение энергии.

Несколько лет назад экспериментально было установлено существование и таких систем, у которых внутренняя энергия с ростом температуры асимптотически приближается к конечному граничному значению, так как каждый элемент системы лимитирован в своей максимально возможной энергии. Такими «необычными» системами являются совокупности ядерных спинов некоторых кристаллов, т. е. совокупности закрепленных в узлах решетки и взаимодействующих друг с другом ядерных магнитных моментов, когда их энергия взаимодействия с решеткой чрезвычайно мала по сравнению с энергией спин-спиновых взаимодействий**'.

При взаимодействии термодинамической системы с окружающей средой происходи г обмен энергией. При эюм возможны два различных способа передачи энергии от системы к внешним телам: с изменением внешних параметров системы и без изменения этих параметров.

Первый способ передачи знері ии. связанный с изменением внешних параметров, называется работой, второй способ—без изменения внешних иараме і ров, но с изменением нового

*' Энергия положения системы в поле внешних сил вводит в состав ее внешней JHepiии ври условии, что термодинамическое состояние сисіемьі при перемещении в поле сил не изменяется. Если же термодинамическое состояние при ее перемещении в поле сил изменяется, то определенная часть потенциальной энергии уже будет пходигь в состав внутренней энергии системы

**' О некоторых парадоксальных свойствах таких систем см § 32.

25 термодинамического параметра (энт ропии) - - теплотой, а сам процесс передачи энергии—теплообменом*'.

С молекулярно-кинстической точки зрения теплота связана с движением атомов н молекул, из которых состоят тела; она представляет собой микрофизическую форму передачи энергии от одного тела к другому путем непосредственного молекулярного взаимодействия, т. е. посредством обмена энергией между хаотически движущимися частицами обоих тел. Работа в отличие от теплоты представляет собой макроскопическую упорядоченную форму передачи энергии путем взаимного действия тел друг на друга.

Энергия, переданная системой с изменением ее внешних параметров, іакже называется работой W (а не количеством работы), а энергия, переданная системе без изменения ее внешних параметров,- -количеством теплоты Q. Как видно из определения теплоты и работы, эти два рассматриваемых в термодинамике различных способа передачи энергии не являются равноценными. Действительно, в то время как затрачиваемая работа W может непосредственно пойти на увеличение любої о вида энергии (электрической, магнитной, упругой, потенциальной энергии системы в поле и т. д.), количество теплоты Q непоередеї венно, г. е. без предварительного преобразования в работу, может пойти только на увеличение внутренней энергии системы. Это приводит к тому, что при преобразовании работы в теплоту можно огранич ит ься і олько двумя телами, из которых одно тело (при изменении его внешних параметров) передает при тепловом контакте энергию друюму (без изменения его внешних параметров): при превращении же теплоты в работу необходимо иметь по меньшей мере три тела: первое отдает энергию в форме теплоты (теплоисточник), второе получает энергию в форме теплоты и отдает энергию в форме работы (рабочее тело) и третье получает энергию в форме работы от рабочею тела.

Если система не обменивается с окружающими телами ни энергией, ни веществом, то она, как уже было сказано, называется изолированной или замкнутой", если же система имеет такой обмен, то она называется открытой. Система, не обменивающаяся с другими телами веществом, но обменивающаяся знеріией, называется накрытой, а не обменивающаяся энергией только в форме теплоты — адиабатно изолированной или адиабатной системой.

Работа W и количество теплоты Q имеют размерность энергии, а работа и теплота не являются видами энергии: они представляют собой два различных способа передачи энергии, рассматриваемые в термодинамике, и, следовательно, харак-

*' Второй способ передачи энергии невозможен только при О К (см § 21).

26 теризуют процесс энергообмена между системами. Работа W и количество теплоты Q отличны от нуля только при процессе, который испытывает система; состоянию же системы не соответствует какое-либо значение W или Q, и поэтому бессмысленно говорить о запасе теплоты или работы в теле.

Принято считать работу W положительной, если она совершается системой над внешними телами, а количество теплоты Q считается положительным, если энергия передается системе без изменения ее внешних параметров*'.
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 146 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed