Макроскопические параметры физических систем
Частицы, из которых состоят макроскопические системы, находятся в непрерывном движении называемым тепловым. В тепловом движении заключена природа самой теплоты, а также тепловых и диффузионных явлений. Макроскопические параметры системы, определяющие ее свойства, обусловлены суммарным действием всех молекул находящихся в тепловом движении.
Параметры независящие от массы системы и имеющие одинаковые значения, как для всей системы так и для ее части называются интенсивными параметрами: давление (Р), температура (t), концентрация (С).
Параметры, зависящие от массы рассматриваемой системы или от взятого объема называются экстенсивными: масса (m), объем (V), внутренняя энергия (U), энтальпия (I).
Для того чтобы экстенсивные параметры стали обладать свойствами интенсивных, введены понятия удельных параметров, например:
v= V/m (м³/кг) - удельный объем
с=С/m (кДж/ кг*К) – удельная теплоемкость, С-полная теплоемкость (кДж/К)
Температурой называют физическую величину, определяющую степень нагретости тела. Температура это величина линейно связанная с внутренней энергией системы и определяемая по соотношениям молекулярной физики через постоянную Больцмана. Как удельная внутренняя энергия так и температура, таким образом для любого вещества могут быть однозначно и количественно определены и используются в расчетах.
Основные понятия явлений переноса. Причины возникновения явлений переноса. Явления, относящиеся с явлениям переноса. Понятие гомогенных и гетерогенных систем.
Явлениями переноса называются необратимые самопроизвольные кинетические процессы, при которых в системе происходит пространственный перенос физической величины, вызванный неоднородностью распределения в пространстве этой же или других величин. Таким образом наличие пространственной неоднородности состава, температуры, давления, эл.заряда, средней скорости движения частиц или других параметров является причиной появления процессов переноса, а градиент вызванный пространственной неоднородностью величины является движущей силой процесса переноса.
К процессам переноса относятся, например:
· теплопроводность – это перенос теплоты вследствие градиента температуры внутри сплошной среды
· диффузия – перенос вещества (компонента) смеси при наличии градиента его концентрации
· перенос электрического заряда – реализуется в электростатическом поле
· вязкое течение – перенос импульса, связанный с градиентом средней массовой скорости
· перекрестные процессы – термодиффузия, гальваномагнитные явления, термомагнитные
Явления переноса имеют место, как в гомогенных, так и в гетерогенных системах. Гетерогенной называется система неоднородная по физико-химическому составу, состоящая из различных частей отличающихся физическими или (и) химическими свойствами, причем каждая фаза отделена от другой ярко выраженной границей раздела, на которой скачком меняется одно или несколько свойств (фазовое или агрегатное состояние, давление, температура, тип кристаллической решетки). Простейшие примеры гетерогенных сред: вода и пар, различного рода механические взвеси.
В гомогенной системе отсутствуют границы раздела отдельных фаз, она представляет собой однородную структуру, в которой не происходит резкого изменения каких-либо параметров.
Промежуточное положение между гетерогенной и гомогенной системами представляют собой коллоидные системы (растворы), в которых размер взвешенных частиц (растворенных частиц) настолько мал, что систему можно рассматривать как однородную.