Открытые системы

Открытые системы

• Открытая система Условия (3.3) и (3.4) формулируются в предположении, что система изолирована. Системы, с которыми имеет дело термодинамика, обычно не изолированы вообще, а связаны с другими системами, которые их окружают. Существует, как правило, 3 вида этого соединения. Механическое соединение внешним давлением или силовым полем. Тепловой контакт, при

котором поддерживается заданная температура;  1. одним из важных классов открытых систем является система, в которой протекают химические реакции occur. In в этом случае масса каждого компонента системы изменяется до тех пор, пока не достигнет равновесного состава.

Связь (материальный контакт) осуществляется через фазовые границы, через которые система может обмениваться веществом с окружающими объектами. Людмила Фирмаль

Сначала мы проанализируем все первые 2 случая и отложим рассмотрение системы с переменной массой или переменной конфигурацией. 6. 1.Система с механической связью. Если связь системы с окружающими объектами чисто механическая, то есть система термически разделена (адиабатически замкнута), то в равновесном состоянии энтропия остается на максимальном

значении. Однако, как видно из этого, дополнительные условия могут быть найдены иными по сравнению с изолированной системой: не внутренней энергией (V, а с некоторой потенциальной энергией, характеризующей связь с внешним телом, необходимо оставаться постоянной даже при колебаниях).Давление, эта потенциальная

энергия равна PV, величина, которая остается постоянной при виртуальном изменении-энтальпия H = U + PV. И (3.7)） (3-5） (3.6） (М) ст Р> 0. Чтобы доказать (3.6) и (3.7), замените U на—PV и используйте следующее соотношение: Ж = л-б(ПВ), 6(ПВ)=(ч + 6р)(в + БВ) — ПВ =(3.8)= ПБВ-{- ВБП + bPbV. Когда вы присваиваете (3.2) неравенству Clausis、 ТБС-ЧД + ВБП + bPbV <0, (3.9） Далее следуют

• неравенства(3.6) и (3.7)).Поэтому при постоянном давлении энтропия максимизируется при постоянной энтальпии, а энтальпия минимизируется при постоянной энтропии. Для систем с постоянным давлением энтальпия H играет ту же роль, что и U для систем с постоянным объемом. Например, удельная теплоемкость при постоянном давлении равна Обобщение. Внешняя

работа, выполняемая системой при наличии механических связей с окружающим телом, обычно (но не всегда) может выражаться в виде изменения некоторой внешней потенциальной энергии. K = 2 Afil： (6 = 2-фазные листья At-это внешняя реакция или обобщенная сила, а at-внешний параметр. Таким образом, условия равновесия (3.6) и (3.7) для адиабатически изолированных систем могут быть описаны в более общем виде. (65 Вт.. <°И™ Куда? H = U + 2 Африка. ’) Это

не влияет на условия равновесия (3.6) и (3.7) GNBbs, но, возможно, стоит выяснить, почему мы оставляем термин 6Р6У. § 6 является примером того, когда вам нужно помнить об этом. Конечно, если внешние параметры не изменяются, то возникает полностью изолированная система, состояние равновесия которой описывается в виде: O или(6 (7) 5. В..> 0. Понятие «внешняя энергия» K = 2 Afli позволяет унифицировать различные критерии равновесия, где

Рассмотрим основной тип механической муфты, которая изготавливается с использованием внешнего давления P. Людмила Фирмаль

величина Y имеет физический смысл потенциала внешних сил, действующих на систему, а K-нет. Отличается от / П (iv. As пример другого типа связи, вы можете представить себе систему, где поверхностное натяжение а вносит значительный вклад в энергию из-за большой площади поверхности 2.In в этом случае вам нужно выбрать

функцию H в форме: Ч = у + ПВ-О2. Другим очень важным примером является равномерно намагниченная система. Энтальпия в этом случае равна Ч = л! + ПВ-3В «РУЧЬИ». Где напряженность магнитного поля, м-намагниченность. 2.Система в тепловом контакте с окружающими объектами. Наиболее важным для применения является, конечно же, случай равновесия при постоянной температуре. Из (3.2), если объем также постоянен, функция Ф = П-Ц,

(3.11） Гельмгольц, называемая свободной энергией, является наименьшей. Это связано с тем, что он равен bF> 0 для вариации, соответствующей отклонению от равновесия. Аналогично, из (3.9) видно, что он находится в равновесии при постоянном давлении. (И температурная стабильность) так называемый термодинамический потенциал Гиббса минимален） G = I-Ц. (3.12）

Таким образом, мы можем описать состояние равновесия, соответственно, с постоянным объемом и постоянным давлением. (БФ)Т%П> 0 и (БГ) Т П>0.(3.13） Функция F также называется свободной энергией при постоянном объеме, G-свободной энергией при постоянном давлении. На этом рассмотрение особого случая завершается. Доказательство неравенств (3.13) аналогично доказательству неравенств (3b) и (3.7) выше.

Смотрите также:

Предмет термодинамика

Отклонения от равновесия	Принцип виртуальных перемещений
Изолированные системы	Локальные условия равновесия