Основные понятия термодинамики

Термодинамика изучает законы, которые описывают энер­гетические превращения, сопровождающие физические, хими­ческие и биологические процессы. Одним из основных понятий в термодинамике является система.

Системой называют тело или группу взаимодействую­щих тел, фактически или мысленно выделяемых из ок­ружающей среды.

Классификация систем и их характеристики. В зависимости от однородности различают гомогенные и гетерогенные системы.

Гомогенная система - это однородная система, в кото­рой нет частей, различающихся по свойствам и разде­ленных поверхностями раздела.

Гомогенными системами являются, например, воздух, вода, истинные растворы.

Гетерогенная система - это разнородная система, со­стоящая из двух или более частей, отличающихся по свойствам, между которыми есть поверхность раздела, где свойства системы резко меняются.

Гетерогенными системами являются, например, молоко, цель­ная кровь, смеси воды и льда, воды и масла. Для гетерогенных систем часто используют понятие "фаза". В этих случаях фаза рассматривается как часть гетерогенной системы, которая имеет одинаковые свойства и ограничена границей раздела. Например, в молоке имеются три фазы: водная фаза, представляющая со­бой водный раствор солей, углеводов, белков и других веществ, в которой распределены две другие фазы: мелкие капельки жидких жиров и маленькие частички твердых жиров.

Существующие на Земле живые системы - гетерогенные. Они всегда отделены от окружающей среды оболочкой, и, кро­ме того, внутри каждой живой клетки имеется множество раз­личных мембран - границ между ее частями.

В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой различают системы изолированные, закрытые и от­крытые.

Изолированная система характеризуется отсутстви­ем обмена энергией и веществом с окружающей средой.

Закрытая система обменивается с окружающей средой энергией, а обмен веществом исключен.

Открытая система обменивается с окружающей средой энергией и веществом, а следовательно, и информацией.

Живой организм представляет собой открытую систему, жизнедеятельность которой невозможна без постоянного обме­на веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Абсолютно изолированных систем в природе нет.

В термодинамике принято различать три состояния систе­мы: равновесное, стационарное и переходное.