Что такое термодинамическая система в химии? Какие элементы?

В физическом понимании термодинамика – это наука, которая изучает общие закономерности взаимного обращения форм энергии. В химической термодинамике эти закономерности используются в отношении химических и физико-химических процессов (фазовых переходов, растворения, различных реакций веществ и т. д.).

Что такое термодинамическая система?

Термодинамическая система – это материальный объект, состоящий из частиц и отделяемый от внешней среды. Всего существует три вида этих систем:

1. изолированные (система не совершает обмен со средой ни энергией, ни веществом);
2. закрытые (система совершает обмен только энергией в виде теплоты или работы);
3. открытые (система обменивается с внешней средой и энергией, и веществом).

В качестве примера изолированных систем может выступать термос, закрытых – ампула с лекарством, а открытых – живой организм.

Параметры термодинамических систем

Термодинамические системы можно оценить с точки зрения различных характеристик:

• масса;
• объем;
• давление;
• температура;
• состав;
• теплоемкость и т. д.

Все термодинамические параметры можно классифицировать на две группы:

1. интенсивные – температура, давление, вязкость, концентрация и т. д.
2. экстенсивные – объем, масса и т. д.

Совокупность параметров определяет состояние термодинамической системы.

Уравнение состояния термодинамической системы

Уравнения состояния – математические состояния в равновесной термодинамической системе. Если параметры состояния не меняются в течение какого-либо времени, то состояние считается равновесным. При изменении параметров системы изменятся также ее состояние, т. е. в системе осуществляется термодинамический процесс.

Термодинамические процессы – это переходы системы из одного состояния в другое. Они сопровождаются переменой одного и более параметров системы. Их классифицируют на три группы:

• изотермический процесс (протекает при неизменной температуре);
• изобарный процесс (протекает при неизменном давлении);
• изохорный процесс (проходит при неизменном объеме).

Если земной объект можно рассмотреть невооруженным глазом или с помощью различных оптических приборов, то его можно отнести к термодинамическим системам. Химическая термодинамика изучает различные земные объекты и природные процессы.