|
Термодинамика — наука о закономерностях превращения энергии. Основы термодинамики были заложены в XIX в., когда в связи с развитием тепловых двигателей возникла необходимость изучения закономерностей превращения теплоты в работу. Но затем метод термодинамики перешагнул пределы теплотехники и нашел широкое применение во многих отраслях физики, химии и других наук. Термодинамика позволяет установить, в каком направлении могут протекать различные физические и химические процессы в тех или иных системах. Как мы увидим в дальнейшем, термодинамика вскрывает глубокие связи между различными свойствами вещества; в принципе это позволяет, располагая, например, данными по теплоемкости вещества, с помощью термодинамических методов вычислять плотность этого вещества и наоборот. В отличие от многих областей физики и химии термодинамика не оперирует какими-либо моделями строения вещества и вообще непосредственно не связана с представлением о микроструктуре вещества. В этом и сила, и слабость термодинамики. Сама по себе термодина¬мика не может дать каких-либо сведений о свойствах вещества.
Но если известны некоторые данные о свойствах веществ или систем, то термодинамические методы позволяют получить интересные и важные выводы. Принцип построения термодинамики прост. В основу термодинамики положены два основных закона (или, как иногда говорят, начала), установленных опытным путем. Первый закон термодинамики характеризует количественную сторону процессов превращения энергии, а второй закон устанавливает качественную сторону (направленность) процессов, происходящих в физических системах . Используя только эти два закона, методом строгой дедукции можно получить все основные выводы термо-динамики. Термодинамика применима для всех систем, для которых справедливы законы, лежащие в ее основе. Первый закон термодинамики, как мы увидим ниже, представляет собой количественное выражение закона со¬хранения и превращения энергии и имеет всеобщий характер. Что же касается второго закона, то он основывается на опыте, накопленном при наблюдении макросистем в пределах, доступных нашему непосредствен¬ному наблюдению. Ниже в этой главе приведены необходимые начальные сведения, понятия и определения, предшествующие собственно термодинамике.
|
