ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕРМОДИНАМИКА Первый закон термодинамики из "Физическая химия" Как указывалось во введении, один из трех основных методов физической химии осуществляется в химической термодинамике. [c.10] Свойства всех тел и механизм всех процессов непосредственно связаны со свойствами атомов и молекул. Поэтому полное описание макроскопических явлений требует рассмотрения микроскопических характеристик молекул. Однако почти во всех областях науки первой стадией является формальное описание опыта, его классификация и формулировка эмпирических понятий и закономерностей. [c.10] Несмотря на то что гипотеза о существовании молекул была высказана еще до начала нашей исторической эры, молекулярная теория как научно обоснованный метод насчитывает менее ста лет. [c.10] Естественно, что до того, как было экспериментально доказано существование молекул, изыскивались общие методы описания процессов, не связанные с молекулярной теорией. [c.10] Термодинамика опирается только на опыт. Все ее понятия и законы являются записью и классификацией опыта. Это и определяет ряд положительных и отрицательных сторон термодинамики. [c.10] Поскольку термодинамика опирается на твердо установленные опытные (эмпирические) законы, ее выводы имеют общий характер. На основе сопоставления частных явлений с общими термодинамическими законами устанавливается принципиальная возможность процессов и их закономерности. [c.10] Ленин в своих трудах подчеркивает, что в процессе познания эмпирический элемент должен сочетаться с рациональным (связанным с мышлением). Естественно поэтому, что термодинамика как чисто эмпирическая наука ограничена в своих возможностях и в своем развитии. [c.10] Следует отметить, что в период становления термодинамики ряд ученых (А. Дюгем, В. Оствальд и др.) под влиянием эмпириокритицизма считали, что рациональная экономная запись опыта является конечной целью науки. Оказалось, однако, что обоснование всех положений и понятий термодинамики дала молекулярная теория, которая, кроме того, значительно расширила круг рассматриваемых макроскопических явлений. [c.10] Все же термодинамика как рациональное основание для расчетов сохранила свое значение и в настоящее время. В ряде случаев термодинамический подход позволяе т быстро найти решение. При изучении термодинамики целесообразно представлять себе молекулярный смысл ее эмпирических понятий и законов. [c.11] Основными объектами термодинамики являются энергетические балансы и вопросы равновесия. [c.11] Первая группа вопросов потребовала формулировки первого закона, а вторая группа — второго и третьего законов термодинамики. [c.11] Введем некоторые необходимые термины. Системой называется совокупность тел, которая фактически или мысленно выделяется из окружающей среды. Если объем и энергия системы постоянны, то ее называют изолированной. Состояние системы определяется совокупностью таких параметров, как объем, давление, температура, концентрация и др. [c.11] Мир представляет собой материю, существующую в бесконечном многообразии форм, непрерывно превращающихся друг в друга. Это постоянное изменение и движение — неотъемлемое свойство материи. Энергия является характеристикой этого движения как с количественной, так и с качественной сторон, т. е. его мерой. [c.11] Понятие об энергии как о способности производить работу возникло в механике еще в ХУП в. Из законов движения Ньютона был выведен закон постоянства механической энергии. При движении тела может изменяться его потенциальная энергия, характеризующая работоспособность, зависящую от положения тела. Так же может изменяться кинетическая энергия тела, т. е. способность производить работу обязанная наличию скорости. Однако общая энергия изолированного движущегося тела, или его работоспособность, являющаяся суммой потенциальной и кинетической энергий, есгь величина постоянная. Это применимо для изолированной системы, состоящей из множества движущихся и взаимодействующих друг с другом частиц. Энергия каждой отдельной частицы все время будет изменяться, а механическая энергия системы в целом остается постоянной. Однако механическая энергия может перейти в тепловую или электрическую. [c.11] Движение, являющееся формой существования материи, не может ни исчезать, ни возникать из ничего — оно лишь переходит из одной формы в другую. Поэтому в изолированной системе суммарная энергия, отвечающая всем видам движения, которая может быть охарактеризована общей работоспособностью системы, является величиной постоянной. Это положение равносильно утверждению о невозможности создания двигателя, который бы производил работу, не используя каких-либо источников энергии (вечный двигатель первого рода). [c.11] Ломоносов первый подчеркнул, что закон сохранения является общим фундаментальным законом природы. Закон сохранения энергии выполняется при любых превращениях. С философской точки зрения его можно рассматривать как закон сохранения материи и присущих ей мер энергии — меры движения и массы — меры ее инертности. Как и энергия, масса системм при всех происходящих в ней превращениях не изменяется. [c.11] Вернуться к основной статье