Главная » Справочник » Защита производства в чрезвычайных ситуациях » Координаты состояния и его функции

Координаты состояния и его функции

В термодинамике определены те физические величины, по изменению которых можно судить о наличии взаимодействия между системой и средой.

Интересно

Каждой форме обмена энергией (каждой степени свободы) в системе соответствует своя специфическая величина, которая обязательно изменяется при наличии обмена энергией в данной форме и остается постоянной при отсутствии взаимодействия данного рода. Чрезвычайно важно, что эти специфические величины не изменяются под воздействием других, «чуждых» данной величине форм обмена энергией.

Следовательно, выделив группы величин и наблюдая за их поведением, можно не только установить наличие взаимодействий системы с окружающей средой, но и определить род этих взаимодействий, то есть форму, в которой происходит обмен энергией между системой и окружающей средой.

Физические величины, изменяющие свое значение при наличии обмена энергией в определенной форме и сохраняющие свое значение при отсутствии этой формы обмена энергией (даже если обмен энергией в иных формах и происходил), называются координатами состояния системы. Изменение соответствующей координаты состояния является признаком наличия взаимодействия данного рода.

Координатой механического взаимодействия является объем V, химической координатой состояния является количество вещества (количество молей) (рассматривается химическое взаимодействие между отдельными частями гетерогенной системы, а не системы и среды). Координатой электрического взаимодействия является заряд.

Сложнее обстоит вопрос с координатой состояния, соответствующей тепловому взаимодействию. Эта величина была названа энтропией ‒ S.

Понимание физического смысла энтропии затруднено тем обстоятельством, что ее значение не может быть измерено никаким прибором. В термодинамике используют и ряд других величин, не поддающихся непосредственному измерению приборами. К таковым относится, например, внутренняя энергия.

Более чем 100-летний опыт использования понятия энтропии в термодинамике подтверждает правильность представления о ней как о тепловой координате состояния, то есть как о физической величине, изменение которой однозначно связано с наличием обмена энергией в форме теплоты.

Состояние системы ‒ точка в n-мерном пространстве, задаваемом координатами состояния.

Функцией состояния является любая величина, значение которой зависит только от состояния системы, то есть принимает определенное, одинаковое значение всякий раз, когда система находится в заданном состоянии, независимо от способа, которым это состояние достигнуто.

Предыдущая статья Закон постоянства сумм тепла Следующая статья Неразрушаемые предохранительные конструкции производственных помещений

Статьи по теме