4.Работа в термодинамике
Работа термодинамической системы над внешними телами заключается в изменении состояния этих тел и определяется количеством энергии, передаваемой системой внешним телам при изменении внешних параметров системы. В квазистатических (т. е. бесконечно медленных) адиабатических процесса работа равна изменению внутренней энергии системы, в квазистатических изотермических процессах — изменению энергии Гелъмголъца. В ряде случае работа может быть выражена через другие термодинамические потенциалы. В общем случае величина работы при переходе системы из начального состояния в конечное зависит от способа (пути), каким осуществляется этот переход. Это означает, что бесконечно малая (элементарная) работа системы не является полным дифференциалом какой-либо функции состояния системы; поэтому элементарная работа обозначают обычно не dA (как полный дифференциал), а δA. Зависимость работы от пути приводит к тому, что для кругового процесса, когда система вновь возвращается в исходное состояние, работа системы может оказаться не равной нулю, что используется во всех тепловых двигателях. Работа внешних сил над системой δA = − δA, если энергия взаимодействия системы с внешними телами не меняется в процессе совершения работы.
Примерами работы при изменении одного из внешних параметров системы могут служить:
работа сил давления p при изменении объёма V системы δA = pdV,
работа сил поверхностного натяжения при изменении поверхности системы δA = − σdΣ, (σ — коэфф. поверхностного натяжения, dΣ — элемент поверхности);
работа намагничивания системы δA = − HdJ (H — напряжённость в магн. поля, J — намагниченность) и т. д.
Работа системы в неравновесном (необратимом) процессе всегда выше, чем в равновесном.
Литература:
Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей, пер. с англ., 3 изд., Л., 1982; Шульц М.М., Филиппов В.К., "Ж. Всес. Хим. об-ва им. Д.И. Менделеева", 1982, т. 27, с. 485-94; Панов М.Ю., Белоусов В.П., в сб.: Химия и термодинамика растворов, в. 5, Л., 1982, с. 56-87; Термодинамические свойства индивидуальных веществ, под ред. В.П.Глушко, 3 изд., т. 1-4, М., 1978-82; Experimental thermodynamics, ed. by J.P.McCullough, D.W.Scott, v. 1, N. Y. - L., 1968.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964; Полторак О.М., Лекции по химической термодинамике, М., 1971; Карапетьянц М.X., Химическая термодинамика, 3 изд., М., 1975.