Основен постулат на термодинамиката

Страницата е създадена на:19 октомври 2018 и редактирана на:19 октомври 2018

Опитно е установено, че след като изолираме една термодинамична система и, така да се каже, я оставим сама на себе си, параметрите на системата могат да продължат да се променят само известно време (ако изобщо се променят след изолирането на системата). С течение на времето промените на параметрите в една изолирана система стават все по бавни и накрая параметрите спират да се променят. Системата изпада в състояние на термодинамично равновесие, в което всички макроскопични процеси са прекратени. Ако не бъде нарушена изолираността на системата, т.е. ако не се въздейства върху нея по някакъв начин, то тя остава в достигнатото равновесно състояние неограничено време. Следователно може да се изкаже следното твърдение:

Всяка изолирана термодинамична система след достатъчно дълго време достига до състояние на термодинамично равновесие и повече сама не излиза от това състояние.

Това опитно установено твърдение се нарича първи или основен постулат на термодинамиката.

Процесите, които протичат в една изолирана система докато тя се приближава към крайното си равновесно състояние се наричат процеси на релаксация. Времето, през което продължават процесите на релаксация се нарича време на релаксация.

Различните параметри на една термодинамична система достигат до равновесните си стойности за различно време, т.е. имат различно време на релаксация. Така например, налягането в различните части на системата се изравнява за много по-кратко време отколкото температурата. Времето на релаксация на системата е равно на времето на релаксация на параметъра с най-голямо време на релаксация.

Времето на релаксация зависи от големината на системата. Големината на системата може да се отчита, например, по броя на градивните частици в нея. Колкото е по-голяма системата, т.е. колкото повече градивни частици съдържа, толкова по бавно достига до състояние на термодинамично равновесие и времето на релаксация е по-голямо. Ето защо ако разделим една голяма термодинамична система на по-малки части, то всяка малка част от системата достига до състояние близко до състояние на равновесие много преди цялата система да е стигнала окончателно до състояние на равновесие. Това позволява някой параметри (като температурата например) които се отнасят само за равновесни състояния, да бъдат определени дори и за системи, които не са в равновесие. Стойностите на тези параметри се определят за отделните малки части на системата, имат различни стойности в различните части на системата и с приближаване на системата към състоянието на равновесие постепенно променят стойностите си, така че накрая се изравняват във всички части на системата.

Предишна страница: Фази и компоненти

Следваща страница: Температура