ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
8
Системы делятся по их способности взаимодействовать с
окружением в смысле обмена энергией Е и массой вещества m.
Изолированная система − система, которая не обменивается с
окружением ни энергией, ни веществом, т. е.
δΕ = 0, δm = 0.
Открытая система − система, которая может обмениваться
энергией и веществом с окружением, т. е
δΕ ≠ 0, δm ≠ 0.
Закрытая система не обменивается с окружением веществом, но
обмен энергией с окружением возможен, т. е.
δΕ ≠ 0, δm = 0.
В адиабатической системе отсутствует теплообмен с окружением
т. е.
δQ = 0, где Q – тепло.
Квазизамкнутая подсистема − произвольно выделенная любая
часть термодинамической системы, собственная энергия которой много
больше, чем энергия её взаимодействия с остальной частью системы.
Такую подсистему образуют, например, молекулы однородной жидкости,
заключённые внутри сферы с центром в произвольной точке этой
жидкости и радиусом R. Величина R много больше, чем радиус действия
межмолекулярных сил
r. Число молекул, расположенных внутри
выделенной сферы N ~ R
3
, будет много больше числа молекул n,
расположенных на её поверхности в слое r, причём n ~ R
2
⋅r. Поэтому
суммарная внутренняя энергия всех молекул внутри сферы будет много
больше суммарной энергии взаимодействия молекул, расположенных на
её поверхности, с ближайшими к ним молекулами, расположенными вне
сферы.
Молекула идеального газа может служить примером такой
квазизамкнутой подсистемы. Средняя собственная энергия молекулы
⎯ε
много больше, чем усреднённая по времени энергия её взаимодействия
с другими молекулами газа
⎯ε
в
во время столкновений. Энергия
взаимодействия молекул при столкновениях по порядку величины равна
их собственной энергии, т. е.
⎯ε
в
≈ ⎯ε. В идеальном газе средняя
длительность столкновения
∆τ много меньше среднего времени между
двумя последовательными столкновениями
t. Величины ⎯ε и ⎯ε
в
равны
,
τ
τ
ε
τ
τ
εε
∆
+
∆
⋅≈
∆+
∆
⋅=
t
t
вв
,
τ
εε
∆+
⋅=
t
t
Так как
∆τ << t , то из этих равенств следует, что ⎯ε >> ⎯ε
в
.
Любая термодинамическая система может рассматриваться в
качестве квазизамкнутой подсистемы некоторой другой, ещё большей
системы. Например, любая система в пределах нашей планеты может
Системы делятся по их способности взаимодействовать с окружением в смысле обмена энергией Е и массой вещества m. Изолированная система − система, которая не обменивается с окружением ни энергией, ни веществом, т. е. δΕ = 0, δm = 0. Открытая система − система, которая может обмениваться энергией и веществом с окружением, т. е δΕ ≠ 0, δm ≠ 0. Закрытая система не обменивается с окружением веществом, но обмен энергией с окружением возможен, т. е. δΕ ≠ 0, δm = 0. В адиабатической системе отсутствует теплообмен с окружением т. е. δQ = 0, где Q – тепло. Квазизамкнутая подсистема − произвольно выделенная любая часть термодинамической системы, собственная энергия которой много больше, чем энергия её взаимодействия с остальной частью системы. Такую подсистему образуют, например, молекулы однородной жидкости, заключённые внутри сферы с центром в произвольной точке этой жидкости и радиусом R. Величина R много больше, чем радиус действия межмолекулярных сил r. Число молекул, расположенных внутри выделенной сферы N ~ R3, будет много больше числа молекул n, расположенных на её поверхности в слое r, причём n ~ R2⋅r. Поэтому суммарная внутренняя энергия всех молекул внутри сферы будет много больше суммарной энергии взаимодействия молекул, расположенных на её поверхности, с ближайшими к ним молекулами, расположенными вне сферы. Молекула идеального газа может служить примером такой квазизамкнутой подсистемы. Средняя собственная энергия молекулы ⎯ε много больше, чем усреднённая по времени энергия её взаимодействия с другими молекулами газа ⎯εв во время столкновений. Энергия взаимодействия молекул при столкновениях по порядку величины равна их собственной энергии, т. е. ⎯εв ≈ ⎯ε. В идеальном газе средняя длительность столкновения ∆τ много меньше среднего времени между двумя последовательными столкновениями t. Величины ⎯ε и ⎯εв равны ∆τ ∆τ εв = εв ⋅ ≈ε ⋅ , t + ∆τ t + ∆τ t ε =ε⋅ , t + ∆τ Так как ∆τ << t , то из этих равенств следует, что ⎯ε >> ⎯εв. Любая термодинамическая система может рассматриваться в качестве квазизамкнутой подсистемы некоторой другой, ещё большей системы. Например, любая система в пределах нашей планеты может 8
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »