Při prezentaci základních principů termodynamiky používají soubor určitých striktně formulovaných pojmů, jejichž výchozím bodem je pojem termodynamický systém, který je předmětem studia v termodynamice.
Termodynamickým systémem se rozumí vybraný soubor těles nebo látek, skládající se z velkého množství strukturních jednotek (molekul, atomů, iontů) a oddělených od okolního vnějšího prostředí určitou hranicí nebo rozhraním. Vnější prostředí nebo vnější svět je to, co je mimo plášť systému.
Oddělení termodynamického systému od jeho prostředí nebo vnějšího světa je velmi relativní. Méně složité systémy, které jsou samostatnou strukturní jednotkou, mohou být současně součástí složitějších systémů, v takovém případě se často nazývají subsystémy. To lze ilustrovat na příkladu biologických systémů uspořádaných podle složitosti v následujících hierarchických řadách: organela – buňka – tkáň – orgán – orgánová soustava – organismus – populace – biocenóza – biosféra.
hraničníneborozhraní termodynamického systémumůže představovat nějakou skutečnou skořápku. Například stěny nádoby, ve které probíhá chemická reakce, membrána živočišné a rostlinné buňky. Ale nejčastěji je tato hranice imaginární nebo podmíněná a obdařená předem určenými vlastnostmi.Může být tedy propustná nebo tepelně nevodivá, mechanicky tuhá nebo netuhá, tzn. schopný měnit jeho velikost.
Podle vlastností rozhraní se termodynamické systémy dělí především na izolovaný,zavřenoиotevřené(Obr. 2).
Izolované systémynemůže vyměňovat hmotu ani energii s prostředím.Uzavřené systémyvyměňovat pouze energii s vnějším světem aotevřené– hmota i energie.
Rýže. 2. Příklady uzavřených (а), OTEVŘENO (б) a izolovaný (в) systémy
Je třeba zdůraznit, že skutečné systémy nejsou nikdy absolutně izolované, pouze se do té či oné míry tomuto konceptu přibližují, ale zcela se s ním neshodují.
Některé systémy mohou být umístěny (skutečně nebo mentálně) v podmínkách, které je činí uměle izolovanými. Příkladem takového izolovaného systému je chemická reakce probíhající v termostatu. Změna energie během reakce je kompenzována zapnutím nebo vypnutím ohřívače, přičemž celková energie systému zůstává konstantní.
Uzavřené a otevřené systémy mohou skutečně existovat, přičemž nejběžnějšími systémy v přírodě jsou otevřené systémy. Patří sem všechny biologické systémy: živočišné a rostlinné buňky, organismy, lidé atd. Příkladem uzavřeného systému je jakákoliv uzavřená nádoba, ve které probíhá konkrétní chemická reakce.
Termodynamika otevřených systémů je popsána pomocí složitého matematického aparátu, který ještě není plně vyvinut. Uzavřené a zejména izolované systémy mají jednodušší matematický popis a výsledky získané na jejich základě se často úspěšně používají k predikci výskytu podobných fyzikálních a chemických procesů v otevřených systémech.
Podle složení se termodynamické systémy dělí na prostýnebojednosložkovýиkomplexnínebovícesložkový (Obr. 3).
Rýže. 3. Různé typy termodynamických systémů: а– jednofázový homogenní systém skládající se z vody;б– dvoufázový jednosložkový systém „voda – pára“;в– třífázový jednosložkový systém „led – voda – pára“;г– třífázový vícesložkový systém „CaCO3– CaO – CO2“;д– čtyřfázový vícesložkový systém „rtuť – voda – benzen – pára“;е– nestabilní systém s neurčitým počtem fází
Jednoduché systémysestávají pouze z jedné látkykomplexní systémyobsahují několik různých chemikálií.
Pokud mezi jednotlivými částmi systému nejsou fyzické spoje, tzn. skutečná rozhraní, pak se takové systémy nazývají homogenní (homogenní). Vlastnosti těchto soustav v rovnovážném stavu jsou ve všech jejich bodech stejné.
Existují také systémy, jejichž jednotlivé části mají rozhraní. Při průchodu jimi se mnoho vlastností náhle změní. Takové systémy se nazývají heterogenní.
Soubor všech částí heterogenního systému, homogenních složením a fyzikálními a chemickými vlastnostmi, oddělených jasným a definovaným rozhraním, se nazývá tzv. fáze. Homogenní systémy se skládají vždy z jedné fáze, zatímco heterogenní systémy jsou vícefázové: dvoufázové, třífázové atd. Velmi často se látky v různých fázích od sebe liší stavy agregace (obr. 3). Mohou však existovat i heterogenní systémy, ve kterých jsou různé fáze ve stejném stavu agregace. Například tři kapaliny, které se vzájemně nemísí: benzen, voda a rtuť (obr. 3).
Homogenní i heterogenní systémy mohou být jednosložkové nebo vícesložkové. Jednosložkový homogenní systém je jakákoli kapalná nebo plynná látka umístěná v konkrétní nádobě (uzavřená nebo otevřená).
Třífázový heterogenní systém tvořený jednou chemickou látkou je např. nádoba částečně naplněná vodou, ve které plavou kusy ledu a nad hladinou kapaliny se nachází vodní pára.
Vícesložkový homogenní systém je směs několika plynů (například vzduch), skutečný roztok látky (nebo směsi látek) ve vodě nebo jiném rozpouštědle.
Uzavřený systém je termodynamický systém, který si může s okolím vyměňovat teplo a energii, ale ne hmotu, na rozdíl od izolovaného systému, který si s okolím nemůže nic vyměňovat, a otevřeného systému, který si vyměňuje teplo i energii s ostatními. těla a hmota.
Obsah
- Komponenty (termodynamika)
- Pravidlo fáze
- První zákon termodynamiky
- Otevřený systém (fyzika)
- Axiomatika termodynamiky
- systém
- Tepelný účinek chemické reakce
- Fyzikální systém
- Chemická termodynamika
- Chemická proměnná
- Mechanika
- Izolovaný systém
- Zákon zachování hmoty
- Zákon tranzitivity tepelné rovnováhy
- Šedý, Petere
- Přesměrování zde:
Komponenty (termodynamika)
Komponenty (v termodynamice a chemii) jsou samostatné složky systému, tj. jednotlivé chemické látky, které jsou nezbytné a dostatečné pro sestavení daného termodynamického systému.
Pravidlo fáze
Fázové pravidlo (nebo Gibbsovo fázové pravidlo) je vztah spojující počet složek, fází a termodynamických stupňů volnosti v rovnovážném termodynamickém systému.
První zákon termodynamiky
První termodynamický zákon (první termodynamický zákon) je jedním ze základních zákonů této disciplíny, který je konkretizací obecného fyzikálního zákona zachování energie pro termodynamické systémy, ve kterých je třeba vzít v úvahu tepelné, přenosové a chemické procesy. v úvahu.
Otevřený systém (fyzika)
Otevřený systém ve fyzice je fyzikální systém, který nelze považovat za uzavřený ve vztahu k životnímu prostředí v žádném ohledu – informačním, materiálovém, energetickém atd.
Axiomatika termodynamiky
Axiomatika termodynamiky má za úkol identifikaci struktury termodynamických pojmů a zákonů za účelem logicky konzistentního uvedení do vědeckého využití makroskopických fyzikálních veličin, které nejsou definovány v jiných odvětvích fyziky – vnitřní energie, entropie a teplota: „do termodynamiky se zavádějí dvě nové fyzikální veličiny – entropie a absolutní teplota; tento krok podléhá opodstatnění.“
systém
Systém (σύστημα „celek složený z částí; spojení“) je soubor prvků, které jsou ve vzájemných vztazích a spojeních, což tvoří určitou celistvost, jednotuSystém // Velký ruský encyklopedický slovník. – M.: BRE. — 2003, s. 1437.
Tepelný účinek chemické reakce
Tepelný účinek chemické reakce je změna vnitřní energie Delta U nebo entalpie Delta H systému v důsledku výskytu chemické reakce a přeměny výchozích látek (reaktantů) na reakční produkty v množství odpovídajících rovnici chemická reakce (reakční stechiometrie) za následujících podmínek.
Fyzikální systém
Fyzikální systém je objektem fyzikálního výzkumu, takové množství vzájemně propojených prvků, oddělených od prostředí, že s ním jako celkem interagují Peregudov F. I., Tarasenko F. P. Úvod do systémové analýzy. – M.: Vyšší škola, 1989.
Chemická termodynamika
Chemická termodynamika je obor fyzikální chemie, který studuje procesy interakce látek pomocí termodynamických metod.
Chemická proměnná
Chemická proměnná (jiné názvy: hloubka transformace, reakční souřadnice, de Dondeho proměnná, úplnost reakce, reakční rozsah, stupeň úplnosti reakce, stupeň konverze, stupeň postupu reakce, stupeň postupu reakce, stupeň postupu reakce, stupeň reakce , počet otáček reakce, počet chodů reakce) – ve fyzikální chemii hodnota, která odráží úplnost chemické reakce, to znamená, jak moc se během reakce změnilo složení systému.
Mechanika
Mechanika (μηχανική – umění stavět stroje) je odvětví fyziky, věda, která studuje pohyb hmotných těles a vzájemné působení mezi nimi; v tomto případě je pohyb v mechanice časovou změnou vzájemné polohy těles nebo jejich částí v prostoru.
Izolovaný systém
Izolovaný systém (uzavřený systém) je termodynamický systém, který si s okolím nevyměňuje ani hmotu, ani energii.
Zákon zachování hmoty
Zákon zachování hmoty je fyzikální zákon, podle kterého je hmotnost fyzikálního systému zachována při všech přírodních i umělých procesech.
Zákon tranzitivity tepelné rovnováhy
Zákon tranzitivity tepelné rovnováhy (nulový zákon, nulový zákon termodynamiky) zavádí do fyziky představu empirické teploty jako fyzikální veličiny vhodné pro charakterizaci stavu mnoha makroskopických objektů.
Šedý, Petere
Peter Gray (anglicky Peter Gray; 25. srpna 1926, Newport, Wales – 7. června 2012) – britský fyzikální chemik, jeden z lídrů ve výzkumu v oblasti chemie spalování a chemických nestabilit.
Přesměrování zde:
Unionpedia je pojmová mapa nebo sémantický web organizovaný jako encyklopedie nebo slovník. Poskytuje stručnou definici každého pojmu a jeho vztahů.
Jedná se o obří online myšlenkovou mapu, která slouží jako základ pro koncepční diagramy nebo syntetické fotografie. Je zdarma k použití a lze si stáhnout každou položku nebo dokument. Je to nástroj, zdroj nebo reference pro studium, výzkum, vzdělávání, výuku, kterou mohou učitelé používat, učitelé, profesoři, přednášející, žáci nebo studenti; nebo škola pro akademický svět, ve škole, základní, střední, střední, vysoká škola, technický titul, univerzita, bakalářský, magisterský nebo doktorský titul; pro papíry, zprávy, dokumenty, projekty, nápady, dokumentaci, životopisy, průzkumy nebo disertační práce. Zde je definice, vysvětlení, popis nebo význam každé významné věci, o které potřebujete informace, a také seznam nebo seznam souvisejících pojmů, jak je uvedeno ve slovníku. K dispozici v ruštině, angličtině, španělštině, portugalštině, japonštině, čínštině, francouzštině, němčině, italštině, polštině, holandštině, arabštině, hindštině, švédštině, ukrajinštině, maďarštině, katalánštině, češtině, hebrejštině, dánštině, finštině, indonéštině, norštině, rumunštině, Turečtina, vietnamština, korejština, thajština, řečtina, bulharština, chorvatština, slovenština, litevština, filipínština, lotyština, estonština a slovinština. Další jazyky již brzy.
Všechny informace byly získány z Wikipedie a jsou zpřístupněny pod licencí Creative Commons Attribution-ShareAlike.
Unionpedia není podporována ani spojena s nadací Wikimedia Foundation.
Google Play, Android a logo Google Play jsou ochranné známky společnosti Google Inc.
