Термодинамические системы - мак­роскопические объекты (тела и поля), которые могут обмениваться энергией как друг с другом, так и с внешней средой.

Термодинамическими параметрами или параметрами состояния системы являются физиче­ские величины, служащие для описания состояния термодинамической системы (давление, объем, масса, объем и температура).

Равновесным состоянием (состоянием термодинами­ ческого равновесия) называется состояние системы, не изменяющееся с течением времени.

Во всех частях термодинамической системы, находя­щейся в состоянии термодинамического равновесия, температура одинакова. При соприкосногвении двух тел с различной температурой происходит теплопередача от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой.

Термодина­мическим процессом называется изменение состояния термодинамической системы, происходящее при изменении  какого-либо из внешних параметров системы.

Изопроцессами[11] называются термодинамические процессы, происходящие в системе с постоянной массой при каком-либо одном постоянном параметре со­стояния (давлении, объеме, температуре).

Изотермический (изотермный) процесс происходит при постоянной температуре (Т =const). Для данной массы газа: или .

Изохорический (изохорный) процесс происходит при постоянном объеме ( V = const). Для данной массы газа:  или .

Изобарический (изобарный) процесс протекает при постоянном давлении (p=const). Для данной массы газа:  или .

Адиабатным (адиабатическим) процессом называется термодинамический процесс, который происходит в системе без теплообмена с внешними телами ( .

	Изотерма		Изохора		Изобара		Адиабата и изотерма

Уравнением состояния называется зависимость равновесного давления р в системе от объема и температуры: p = f ( V , T ):

Термодинамика

Статистическая физика

Уравнение состояния в термодинамике получается опытным путем. = const или =  - уравнение Клапейрона[12]: для данной массы идеального газа отношение произведения численных значений давления и объема к абсолютной температуре есть величина постоянная  - давление, [Па]; V - объем, [ м3]; Т - абсолютная температура, [К] (Кельвин[13]) или - уравнение Менделеева [14]-Клапейрона, где   - молярная масса, [кг/моль];  m – масса газа, [кг];  - количество вещества, [моль];  R = 8,31 Дж/(моль∙ К) – универсальная газовая постоянная; рассчитывается исходя из того, что при нормальных условиях (T=273,15 К, р=1,0132∙105 Па=1 атм=760 мм рт. ст.) моль любого газа имеет объем  = 22,4 ∙10-3 м3 R= = 8,31 Дж/(моль∙ К)

Уравнение состояния выводится теоретически ,  - давление, [Па] (Паскаль);  - концентрация молекул, [м-3]; k = 1,38×10-23 Дж/К - постоянная Больцмана[15]   физическая величина, равная от­ношению универсальной газовой постоянной к постоянной Авогадро, т. е. , k = 1,38×10-23 Дж/К.

2.1.Какой газ называется идеальным?

2.2.Какое выражение называется уравнением состояния идеального газа?

2.3.Определите число атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода. [6,02∙10²⁶; 1,5∙10^-27кг]

2.4.Сколько молекул содержится в 1 см³ воды? [3,3∙10¹⁹]

2.5.Оцените объем одной молекулы воды и ее линейные размеры. [3∙10^{-29 м 3};   3∙10^-10 м]

2.6.Определите плотность воздуха при нормальных условиях. Какая часть объема воздуха приходится на сами молекулы, если молекула воздуха имеет объем 3∙10^{-29 м 3}? [1,28 кг/м³; 8∙10^-4]

2.7.В сосуде объемом 15 л содержится 1,8∙10²⁴ молекул газа при температуре 300 К. Определите давление газа, считая его идеальным. [500 кПа]

2.8.При нагревании идеального газа на 1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объема. Найдите начальную температуру газа [350 К]

2.9.В баллоне вместимостью 25 л находится водород при температуре 290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4 МПа. Определите массу m израсходованного водорода. [8,3 г]

2.10. В сосуде вместимостью 5 л находится 0,2 моля газа. Определите, какой это газ, если его плотность равна 1,12 кг/м³. [азот]    

2.11.В сосуде находится смесь 10 г углекислого газа и 15 г азота. Найдите плотность этой смеси при температуре 27°С и давлении 1,5∙10⁵ Па [1,98 кг/м³]

2.12.В закрытом сосуде вместимостью 20 л при температуре 300 К находятся водород массой 6 г и гелий массой 12 г. Определите: 1)давление, 2) молярную массу газовой смеси.[0,75 МПа; 3∙10^-3 кг/моль ]

2.13. Определите молярную массу смеси кислорода массой 25 г и азота массой 75 г. [28,9∙10^-3 кг/моль]