ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
1.1. НУЛЕВОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Две системы
1
, находящиеся в термическом равновесии с третьей системой, состоят в термическом равновесии
между собой.
Этот закон сформулирован Ральфом Г. Фаулером в 1931 году. Поскольку к тому времени были открыты другие за-
коны, его назвали нулевым.
Ральф Говард Фаулер (1889 – 1944).
Родился 17 января 1889 г. в Райдоне. Английский физик-теоретик. Окончил Кембриджский университет
(1911). С 1914 г. работал в этом университете.
Работы посвящены статистической механике и термодинамике, квантовой теории, астрофизике. Член Лон-
донского королевского общества (1925).
Присвоена премия Дж. К. Адамса (1924).
Рассмотрим три изолированные термодинамические системы
2
.
Пусть каждая система характеризуется давлением P
i
и объёмом V
i
(рис .1.1).
Рис. 1.1. Три изолированные термодинамические системы
(до соприкосновения)
1
Система – тело или группа тел, условно отделённые от окружающей
среды.
2
Изолированная термодинамическая система не обменивается теплотой
и работой с окружающей средой.
Если системы могут термически взаимодействовать, то при их соприкосновении давление и объём в них будут ме-
няться. Установление термического равновесия между двумя системами будет связано с взаимозависимым изменением
четырёх переменных, характеризующих их состояние.
Для систем I и II при достижении равновесного состояния можно записать:
N(P
1
,
V
1
,
P
2
,
V
2
) = 0.
Для систем II и III в этом случае также будет выполняться равенство нулю значения функции M:
M(P
2
,
V
2
,
P
3
,
V
3
) = 0.
Тогда, согласно нулевому закону термодинамики, системы I и III также находятся в равновесии:
L(P
1
,
V
1
,
P
3
,
V
3
) = 0.
Для решения системы трёх уравнений необходимо заменить
(P
1
,
V
1
) на функцию x; (P
2
,
V
2
) – на y; (P
3
,
V
3
) – на z. Получим:
N(x,
y) = 0; M(y,
z) = 0; L(x,
z) = 0.
Решение относительно z последних двух уравнений даёт: Z = X(x); Z = Y(
y). Отсюда X(x) = Y(
y). Следовательно,
должны существовать такие функции f
1
(P
1
,
V
1
) и f
2
(P
2
,
V
2
), что при термическом равновесии систем I и II имеет место ра-
венство
f
1
(P
1
,
V
1
) = f
2
(P
2
,
V
2
).
Используя другую пару уравнений, получим равенство трёх функций:
f
1
(P
1
,
V
1
) = f
2
(P
2
,
V
2
) = f
3
(P
3
,
V
3
).
Это даёт основание считать, что существует функция переменных
T(P,
V) = 0, обладающая таким свойством, что две любые системы, находящиеся в термическом равновесии, характери-
I
P
1
, V
1
II
P
2
, V
2
III
P
3
, V
3
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »