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 термодинамикаиграет 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.
Q, A – функции процесса. Их нельзя выразить в виде разности т.к. они не зависят от начального и конечного состояния системы.
В дифференциальной форме Iн.т: dQ = dU + dA. Значения dQ, dU, dA - могут быть как положительные так и отрицательные.