Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
РАБОТА

РАБОТА

РАБОТА - в термодинамике - способ обмена энергией между термодинамич. системой и окружающими телами при изменении внеш. параметров состояния, к-рые определяют положение границ раздела системы или её частей и взаимодействие с внеш. силовыми полями; кол-во энергии, передаваемое этим способом. Др. способом обмена энергией, связанным с изменением энтропии, является передача теплоты. Величина Р. максимальна для квазистатич. процессов (принцип максимальной работы), в этом случае выражение для P. dW, производимой системой при бесконечно малом изменении внеш. параметров dx= {dx_i}, записывают по аналогии с механикой в виде - соответствующая параметру x_i обобщённая сила, характеризующая реакцию системы на квазистатич. изменение Выражение для Р., совершаемой при конечном изменении состояния, записывают в виде интеграла

Это выражение существенно зависит от того, какие значения имеют величины в каждом из промежуточных состояний квазистатич. перехода 1 : 2, к-рые определяются не только набором параметров x_i, но и значениями темп-ры Т (или энтропии S) и чисел частиц отд. компонентов N = . Величина DW зависит от пути интегрирования, а не является полным дифференциалом в переменных ( Т, x, N), определяющих термодинамич. состояние системы. Поэтому в результате замкнутого кругового процесса можно получить отличную от нуля работу.

Величина участвует наряду с изменением внутр. энергии dU и величиной подводимого к системе тепла.

dQ в балансе, выражающем первое и второе начала термодинамики для квазистатич. процессов:

где - хим. потенциалы компонентов системы. Для адиабатически изолиров. системы (dS =0) с фиксиров. числом частиц (dN = 0) выражение для dW определяется изменением внутр. энергии, = для системы с фиксиров. темп-рой - изме

нением её свободной энергии, (dW)s= -d(U-TS)_T= (-dF)_T и т. д.

Примеры. Р. пространственно однородной системы при изменении dV её объёма равна (р - давление; при наличии касательных напряжений выражение для dW составляется в соответствии с правилами теории упругости). Для поверхностной плёнки (s - коэф. поверхностного натяжения, S - площадь поверхности раздела фаз). Для гальва-нич. элемента - эдс элемента, dq- про

текший через него заряд). Для диэлектриков используют неск. вариантов выбора параметров состояния и соответствующих им выражений для удельной Р. - полная Р. ( Е- напряжённость электрич. поля, D - индукция); - поляризация диэлектрика). Для магнетика уд. Р.: = - соответственно магн. индукция и намагниченность). Приведённые варианты для dw отличаются друг от друга на величины, являющиеся полными дифференциалами (для диэлектрика это , к-рые можно включить в дифференциал внутр. энергии dU, поэтому каждому из выборов x_i соответствует согласованное определение величин и

Лит. см. при ст. Термодинамика.