Utilizator:Solt/proiect 5/

Pe această pagină recuperez provizoriu unele texte șterse sau înlocuit prin rescrierea unor articole de știință. scpul recuperării este de a folosi anumite „informații pierdute” la editarea unor articole noi.

Sistem termodinamic, stări, etc

(din versiunea arhivată a paginii termodinamică, în urma modificării de către 79.119.209.29 (discuție | blocare) la 28 iulie 2010 21:53)

Termodinamica operează cu o serie de noțiuni și mărimi, cu ajutorul cărora se definește orice proces sau fenomen termic. Una dintre acestea este noțiunea de sistem termodinamic.

Se știe că prin sistem fizic în general se înțelege o porțiune de univers. Sistemele fizice pot fi alcătuite numai din substanță, numai din câmp, sau atât din substanță cât și din câmp.

Sistemul termodinamic reprezintă un sistem fizic macroscopic ale cărui dimensiuni spațiale și existență în timp permit efectuarea unor procese normale de măsurare.

Sistemele termodinamice pot fi:

• izolate, dacă sistemul termodinamic nu suferă nicio interacțiune cu mediul înconjurător;
• închise, dacă există interacțiuni cu mediul înconjurător, dar nu există schimb de substanță între sistem și mediul înconjurător;
• deschise, dacă sistemul schimbă și substanță cu mediul înconjurător.

Starea unui sistem termodinamic poate fi complet caracterizată printr-un număr finit de parametrii, numiți parametrii de stare. Parametrii de stare reprezintă valorile instantanee ale mărimilor fizice ce caracterizează atât sistemul considerat cât și interacțiunile dintre sistem și mediul înconjurător.

Parametrii de stare ai unui sistem pot fi:

• interni, bj (j=1,2,...) care depind de proprietățile interne ale sistemului, adică de mișcarea de ansamblu și de distribuția particulelor ce compun sistemul;
• externi, ai (i=1,2,...) care depind și de poziția corpurilor exterioare care nu fac parte din sistemul considerat.

Ansamblul valorilor grupului complet al parametrilor de stare ai sistemului determină starea sistemului la un moment dat.

Mărimile fizice Ak care nu depind de stările anterioare ale sistemului, ci sunt determinate numai de starea sistemului la momentul dat, fiind funcție de grupul complet al parametrilor de stare independenți Ak=Ak(ai, bj)se numesc funcții de stare.

Avem funcții de stare ca energia internă, entropia, energia liberă etc.

Determinarea parametrilor de stare și a funcțiilor de stare se face în raport cu un sistem de referință dat. În termodinamica clasică parametrii de stare se determină față de referențialul a cărui origine se găsește în centrul de masă al sistemului. Dacă parametrii de stare ai unui sistem termodinamic rămân constanți în timp, când nu se schimbă condițiile exterioare, sistemul se află în echilibru termodinamic.

Parametrii ce caracterizează sistemul în starea sa de echilibru termodinamic se numesc parametrii termodinamici, care la rândul lor pot fi:

• extensivi, ca de exemplu, volumul, energia, entropia etc. care sunt proporționali cu numărul de particule din sistem;
• intensivi, ca presiunea, temperatura etc., care nu depind de numărul particulelor din sistem.

Starea de echilibru termodinamică este o stare ideală deoarece presupune ca parametrii macroscopici care caracterizează starea sistemului cu valori riguros constante atât în timp cât și pe tot cuprinsul sistemului. În realitate, valorile acestor parametrii nu sunt constante, ci efectuează anumite oscilații, numite fluctuații, în jurul valorilor medii.

Existența unui gradient de temperatură sau densitate într-un sistem termodinamic conduce la apariția unor fluxuri de căldură, de substanță, etc.

Prin urmare stările sistemului termodinamic în care gradientul unei mărimi fizice ca temperatura, densitatea etc. este diferit de zero nu rămân neschimbate dacă nu sunt menținute din exterior. Aceste stări se numesc stări de neechilibru. Prin proces termodinamic se înțelege trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare de echilibru inițială la o altă stare finală, trecând printr-o succesiune continuă de stări intermediare.

Într-un proces termodinamic, unii din parametrii de stare ai sistemului variază în timp. De exemplu variația volumului unui gaz produce o variație a presiunii acestuia, dacă temperatura rămâne constantă.

Orice proces termodinamic este caracterizat de mărimi specifice numite mărimi de proces care depind în general de "drumul urmat', adică de toate stările intermediare ale sistemului.

Stările intermediare ale unui sistem pot fi stări de echilibru sau nu.