Читать книгу Объяснение термодинамики онлайн

13 страница из 14

Существуют неклассические термодинамические теории, в которых абсолютная температурная шкала определяется таким образом, что появляется возможность отрицательных значений абсолютной температуры. В традиционной термодинамике понятие температуры введено предельно обобщённо, поэтому с ней эти неклассические теории частично совместимы. С текущим изложением термодинамики эти теории принципиально несовместимы. Температура в этих теориях – это не средняя по времени энергия одной степени свободы, а некоторая функция мгновенного распределения энергии по степеням свободы. К сожалению, термин «температура» сейчас находится «в ведении» традиционной термодинамики, которая позволяет разные вольности в его определении. Это более запутывает, чем помогает.

Тепловая энергия Т

Т

(2.1) где:

r – число степеней свободы каждой частицы системы,

N – число частиц в системе.

Внутренняя энергия

Связь между внутренней и тепловой энергиями определим следующим образом:

ТО

О

Важно понимать, где проходит граница между рассеивающей системой и внешними системами. По своей сути, рассеивающая система может определяться только тепловой энергией, а прочие внутренние энергии следовало бы отнести к внешним системам, несмотря на то, что они находятся в одной и той же физической системе. Логическая и физическая принадлежности – это не одно и то же. Однако в термодинамике традиционно используется только внутренняя энергия U и логическая принадлежность энергии не различается с физической. Это может приводить к ошибкам в рассуждениях. В текущем изложении термодинамики для совместимости будет принято то же правило: все виды внутренней энергии принадлежат рассеивающей системе, за исключением специально оговоренных случаев. В простейших термодинамических моделях обычно нет изменений нетепловых видов внутренней энергии и в этом случае внутреннюю и тепловую энергию можно не различать.