Classificazione dei sistemi termodinamici

28/05/2019

Considera le caratteristiche dei sistemi termodinamici. Sotto di loro, si intendono comunemente forme macroscopiche fisiche, costituite da un numero significativo di particelle, che non sono destinate a essere utilizzate per descrivere i parametri macroscopici di ogni singola particella.

Non ci sono restrizioni sulla natura delle particelle di materiale che sono componenti integrali di tali sistemi. Possono essere rappresentati sotto forma di molecole, atomi, ioni, elettroni, fotoni.

sistemi termodinamici

Caratteristiche speciali

Cerchiamo di analizzare le caratteristiche distintive dei sistemi termodinamici. Ad esempio, puoi prendere qualsiasi oggetto che possa essere osservato senza l'uso di telescopi, microscopi. Per fornire una descrizione completa di tale sistema, vengono selezionati i dettagli macroscopici, grazie ai quali è possibile determinare il volume, la pressione, la temperatura, la polarizzazione elettrica, l'induzione magnetica, la composizione chimica e la massa dei componenti.

Per qualsiasi sistema termodinamico, esistono dei limiti condizionali o reali che li separano dall'ambiente. Invece, usano spesso il concetto di un termostato, che è caratterizzato da un così alto valore di capacità termica che, nel caso dello scambio di calore con il sistema analizzato, l'indice di temperatura rimane costante.

energia interna del sistema termodinamico

Classificazione del sistema

Considera cosa costituisce una classificazione dei sistemi termodinamici. A seconda della natura della sua interazione con l'ambiente, è consuetudine individuare:

  • specie isolate che non scambiano materia o energia con l'ambiente esterno;
  • adiabaticamente isolato, non si scambia alcuna sostanza con l'ambiente esterno, ma entra nello scambio di lavoro o energia;
  • i sistemi termodinamici chiusi non hanno scambio di sostanze, è consentito solo un cambiamento nel valore energetico;
  • i sistemi aperti sono caratterizzati dal completo trasferimento di energia, materia;
  • parzialmente aperto può avere partizioni semipermeabili, quindi non partecipare pienamente allo scambio di materiali.

A seconda della descrizione, i parametri del sistema termodinamico possono essere suddivisi in varianti complesse e semplici.

parametri termodinamici

Caratteristiche di sistemi semplici

I sistemi semplici sono chiamati stati di equilibrio, il cui stato fisico può essere determinato da volume specifico, temperatura, pressione. Esempi di sistemi termodinamici di questo tipo sono corpi isotropici che hanno caratteristiche uguali in diverse direzioni e punti. Quindi, i liquidi, le sostanze gassose, i solidi, che sono in uno stato di equilibrio termodinamico, non sono esposti alle forze elettromagnetiche e gravitazionali, alla tensione superficiale, alle trasformazioni chimiche. L'analisi di corpi semplici è riconosciuta dalla termodinamica come importante e rilevante dal punto di vista pratico e teorico.

Energia interna il sistema termodinamico di questo tipo è associato al mondo circostante. Quando si descrive l'uso del numero di particelle, la massa della sostanza di ogni singolo componente.

classificazione dei sistemi termodinamici

Sistemi complessi

Il complesso include sistemi termodinamici che non rientrano in forme semplici. Ad esempio, sono magneti, dielettrici, corpi elastici solidi, superconduttori, superfici di interfaccia, radiazioni termiche, sistemi elettrochimici. Come i parametri utilizzati per descriverli, si nota l'elasticità della molla o dell'asta, la superficie della sezione di fase, la radiazione termica.

Il sistema fisico è chiamato un insieme in cui non c'è interazione chimica tra le sostanze entro i limiti di temperatura, pressione, selezionati per lo studio. E i sistemi chimici chiamano quelle opzioni che implicano l'interazione tra i suoi singoli componenti.

L'energia interna del sistema termodinamico dipende dalla presenza del suo isolamento con il mondo esterno. Ad esempio, come variante del guscio adiabatico, si può immaginare Nave Dewar Un carattere omogeneo si manifesta in un sistema in cui tutti i componenti hanno proprietà simili. Alcuni esempi sono soluzioni gassose, solide e liquide. Un tipico esempio di una fase omogenea di gas è l'atmosfera della Terra.

esempi di sistemi termodinamici

Caratteristiche della termodinamica

Questa sezione della scienza è impegnata nello studio delle leggi fondamentali che governano i processi associati al rilascio, all'assorbimento di energia. In termodinamica chimica, è destinato a studiare le mutue trasformazioni delle parti costitutive del sistema, per stabilire le leggi che governano la transizione di un tipo di energia in un altro in determinate condizioni (pressione, temperatura, volume).

Il sistema, che è l'oggetto della ricerca termodinamica, può essere rappresentato come qualsiasi oggetto di natura, che include un gran numero di molecole che sono separate da un'interfaccia con altri oggetti reali. Sotto lo stato del sistema implicano una combinazione delle sue proprietà, che consentono di determinarlo dal punto di vista della termodinamica.

conclusione

In qualsiasi sistema, vi è una transizione di un tipo di energia a un'altra e viene stabilito l'equilibrio termodinamico. Sezione di Fisica che sono impegnati in uno studio dettagliato di trasformazioni, cambiamenti, conservazione dell'energia, è di particolare importanza. Ad esempio, nella cinetica chimica è possibile non solo descrivere lo stato del sistema, ma anche calcolare le condizioni favorevoli al suo spostamento nella giusta direzione.

La legge di Hess, che mette in relazione l'entalpia, l'entropia della trasformazione in esame, consente di identificare la possibilità di una reazione spontanea, di calcolare la quantità di calore rilasciato (assorbito) dal sistema termodinamico.

La termochimica basata sui fondamenti della termodinamica è di importanza pratica. A causa di questa sezione della chimica, alla produzione vengono eseguiti i calcoli preliminari sull'efficienza del carburante e sulla fattibilità dell'introduzione di determinate tecnologie nella produzione reale. Le informazioni ottenute dalla termodinamica permettono di applicare i fenomeni di elasticità, termoelettricità, viscosità, magnetizzazione alla produzione industriale di vari materiali.