24. Термодинамика

Под термодинамикой понимают раздел физики, рассматривающий системы, между которыми возможен обмен энергией без учета микроскопического строения тел, составляющих систему. Различают термодинамику равновесных систем (или систем, переходящих к равновесию) и термодинамику неравновесных систем, которая играет особую роль для рассмотрения биологических систем.

Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики. Состояние термодинамической системы характеризуется физическими величинами, называемыми параметрами (такими как объем, давление, температура, плотность и т. д.). Если параметры системы при взаимодействии ее с окружающими телами не изменяются с течением времени, то состояние системы называют стационарным. В разных частях системы, находящейся в стационарном состоянии, значения параметров обычно различаются: температура в разных участках тела человека, концентрация диффундирующих молекул в разных частях биологической мембраны и т. п. Стационарное состояние поддерживается за счет потоков энергии и вещества, проходящих через систему. В стационарном состоянии могут находиться такие системы, которые либо обмениваются и энергией, и веществом с окружающими системами (открытые системы), либо обмениваются только энергией (закрытые системы).

Термодинамическая система, которая не обменивается с окружающими телами ни энергией, ни веществом, называется изолированной. Изолированная система со временем приходит в состояние термодинамического равновесия. В этом состоянии, как и в стационарном, параметры системы сохраняются неизменными во времени. Однако существенно, что в равновесном состоянии параметры, не зависящие от массы или числа частиц (давление, температура и др.), одинаковы в разных частях этой системы. Любая термодинамическая система не будет изолированной, так как ее невозможно окружить оболочкой, не проводящей теплоту.

Изолированную систему рассматривают как удобную термодинамическую модель. Закон сохранения энергии для тепловых процессов формулируется как первое начало термодинамики. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы. Под внутренней энергией системы понимают сумму кинетической и потенциальной энергий частиц, из которых состоит система.

Внутренняя энергия является функцией состояния системы и для данного состояния имеет вполне определенное значение: DU есть разность двух значений внутренней энергии, соответствующих конечному и начальному состояниям системы:

DU = U₂- U₁

Количество теплоты, как и работы, является функцией процесса, а не состояния. Первое начало термодинамики можно записать в виде:

dQ = dU + dA.

Значения Q, A, DU и dQ, dA, dU могут быть как положительными (теплота передается системе внешними телами, внутренняя энергия увеличивается), так и отрицательными (теплота отнимается от системы, внутренняя энергия уменьшается).

Автор: Подколзина В.А.

<< Назад: Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения

>> Вперед: Второе начало термодинамики. Энтропия

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Антикризисное управление. Шпаргалка

▪ Теория организации. Шпаргалка

▪ Философия. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Бензопила с микропроцессором 01.02.2014 Компания Husqvarna разработала "умную" технологию бензопилы, которая адаптирует инструмент к любым условиям работы. Система автоматического контроля и управления мощностью двигателя AutoTune отличается особым строением карбюратора и наличием в нем микропроцессора, отвечающего за работу основных систем. Проще говоря, AutoTune регистрирует и учитывает условия эксплуатации и режим работы бензопилы: качество топлива, температуру в карбюраторе, обороты двигателя, степень загрязнения воздушного фильтра и пр. Полученная информация обрабатывается микропроцессором, который регулирует подачу топлива карбюратора, обеспечивает постоянную высокую производительность двигателя и предотвращает перегрузки. Подобные характеристики позволяют с эффективностью использовать бензиновую технику даже в экстремальных погодных условиях или с топливом низкого качества, отмечают в Husqvarna. Активация системы не требует от пользователя специальных навыков. Она происходит автоматически при запуске пилы. На полное сканирование исходных данных и настройку карбюратора уходит от 3 до 5 минут работы под нагрузкой, после этого инструмент функционирует максимально эффективно. Кроме того, AutoTune оптимизирует работу двигателя при пуске "на холодную", что предотвращает его перегрузки и дальнейшие поломки. Другая уникальная особенность AutoTune - возможность подключения к ПК при помощи специального программного обеспечения для проведения диагностики состояния пилы. Подобную операцию можно провести у авторизованного дилера Husqvarna при прохождении техосмотра или ремонте. Встроенный в AutoTune процессор фиксирует историю по всем основным рабочим показателям: ошибки двигателя, количество рабочих часов, температурные режимы и пр. Выведенная на экран, эта информация позволяет максимально точно определить причины возможных неисправностей или провести профилактику. Программное обеспечение позволяет проверить корректность работы самих датчиков, используемых системой.

Другие интересные новости:

▪ В 2007 году россияне будут под контролем

▪ Мини-ПК Minisforum Mars MC560

▪ 125-ваттное зарядное устройство Thinkplus Lipstick

▪ Солнечные панели из растительной биомассы

▪ Контроллер Silicon Motion SM2262 для SSD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Мендель Грегор. Биография ученого

▪ статья Что из себя представляли первые океанские пароходы? Подробный ответ

▪ статья Генрих Герц. Биография ученого

▪ статья Инфракрасный приемник визитной карточки с дешифратором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Свеча в обруче. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025