Параметры состояния

Параметры состояния - физические величины, характеризующие внутреннее состояние термодинамической системы. Параметры состояния термодинамической системы подразделяются на два класса: интенсивные и экстенсивные. Интенсивные свойства не зависят от массы системы, а экстенсивные - пропорциональны массе.

Термодинамическими параметрами состояния называются интенсивные параметры, характеризующие состояние системы.

К термодинамическим параметрам состояния относятся: удельный объем (), давление () и температура ().

Удельный объем () - это объем единицы массы вещества, а величина, обратная удельному объему, называется плотностью вещества ()

; r ; , (1)

где V – объем, м³; G – масса вещества, кг; – удельный объем, ; – плотность, .

Отношение массы вещества (G) к его молярной массе () определяет число киломолей (кмоль) вещества

. (2)

Объем киломоля вещества или молярный объем связан с удельным объемом следующим соотношением:

. (3)

Абсолютное давление () есть предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую действует эта сила

p = . (4)

Давление в системе СИ измеряется в Паскалях (Па=Н/м²).

Давление жидкостей, паров и газов обычно измеряют приборами двух типов. Для определения абсолютного давления используются приборы барометрического типа, а для измерения избыточного давления – приборы манометрического типа. Так как в расчетные соотношения термодинамики входит лишь абсолютное давление, то оно определяется как сумма манометрического давления (p_ман.) и абсолютного давления окружающей среды (p₀ ).

Температура есть единственная функция состояния термодинамической системы, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между телами.

В термодинамике для измерения температур используется международная стоградусная температурная шкала Цельсия (t, °С), а в качестве параметра состояния используется абсолютная температура (T, K).

Абсолютная температура (Т) измеряется по термодинамической абсолютной шкале температур, которая аналитически строится на основе дифференциальных соотношений термодинамики. При практическом построении термодинамической шкалы в качестве реперных точек принимаются абсолютный нуль (- 273,15 °С) и параметры тройной точки воды. Между температурами по шкале Кельвина и шкале Цельсия существует следующая зависимость: T = t + 273,15 К.

Температура измеряется различными термометрическими приборами: жидкостными и газовыми термометрами постоянного давления (р = idem), где происходит изменение объема тела при изменении его температуры, или постоянного объема (v = idem), где происходит изменение давления при изменении температуры тела; термометрами сопротивления, где происходит изменение электрического сопротивления датчика при изменении температуры тела; оптическими пирометрами, где используется зависимость интенсивности излучения от температуры тела и длины волны излучения и т.д.

Связь между параметрами, характеризующими состояние простого тела, называется уравнением состояния F (р, v, T) = 0.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: