Статистическая физика и термодинамика. Камзолов С.К - 1 стр.

         1. СОСТОЯНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

                 Основные теоретические сведения

     Термодинамической системой называется совокупность макроскопиче-
ских тел, которые могут обмениваться между собой и с другими телами (внеш-
ней средой) энергией и веществом. В частности, система может состоять из од-
ного тела в твердом, жидком или газообразном состоянии. Каждое макроскопи-
ческое тело состоит из совокупности огромного числа структурных частиц
(атомов и молекул). Поэтому описание микросостояния такой системы с под-
робным перечислением физических характеристик каждой составляющей ее
частицы нереально и бесполезно.
     Вместо этого в термодинамике для описания макроскопического состоя-
ния вещества используют физические величины, которые характеризуют свой-
ства системы в большом масштабе. Это давление Р, объем V, температура T,
концентрация частиц n, масса тела m и т.п. Такие величины называются макро-
параметрами или термодинамическими параметрами. Макропараметры
принято делить на внешние, которые задают внешние условия для системы, и
внутренние, которые описывают поведение системы во внешних условиях.
Некоторые внутренние макропараметры связаны с количеством и свойствами
молекул системы.
     Любая термодинамическая система независимо от начального состояния в
заданных внешних условиях самопроизвольно переходит в единственное мак-
росостояние, в котором она может находиться, пока не изменятся внешние ус-
ловия. Это состояние называется равновесным. Функциональная зависимость
между внутренними и внешними макропараметрами при равновесии называет-
ся уравнением состояния.
     Соответственно с этим задачи по данной теме можно разделить на две
группы. К первой группе относятся задачи, в которых используется или уста-
навливается связь значения макропараметра с количеством или свойствами от-
дельных молекул. Простейший пример: масса вещества равна сумме масс от-
дельных молекул m = Nm1. Часто для решения подобных задач достаточно ис-
пользовать взаимосвязь между различными способами описания количества
вещества. Так, одному молю вещества (ν = 1 моль) соответствует масса веще-
ства, равная молярной массе М, объем, равный молярному объему VM, или ко-
личество молекул, равное числу Авогадро NA:
                1 моль ⇔ М кг/моль ⇔ VM м3/моль⇔ NA 1/моль.
     Поэтому любое другое количество вещества можно выразить через про-
порциональные величины ν, m, V, N
                                 m    N     V
                             ν=    =      =    .                       (1.1)
                                M N A VM
     Ко второй группе относятся задачи, в которых используются функ-
циональные зависимости между внешними и внутренними макропараметрами.