ПАРА́МЕТРЫ СОСТОЯ́НИЯ

ПАРА́МЕТРЫ СОСТОЯ́НИЯ (тер­мо­ди­на­ми­че­ские па­ра­мет­ры), фи­зич. ве­ли­чи­ны, ха­рак­те­ри­зую­щие со­стоя­ние тер­мо­ди­на­мич. сис­те­мы в ус­ло­ви­ях тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия. Раз­ли­ча­ют экс­тен­сив­ные П. с., про­пор­цио­наль­ные объ­ё­му или мас­се сис­те­мы (внутр. энер­гия $U$, эн­тро­пия $S$, эн­таль­пия $H$, энер­гия Гельм­голь­ца $F$, энер­гия Гиб­бса $G$ и др.), и ин­тен­сив­ные П. с., не за­ви­ся­щие от объ­ё­ма или мас­сы сис­те­мы (темп-pa $T$, дав­ле­ние $p$, кон­цен­тра­ция $с$, хи­мич. по­тен­ци­ал $μ$, на­пря­жён­но­сти элек­трич. и маг­нит­но­го по­лей и др.). Экс­тен­сив­ные П. с. об­ла­да­ют свой­ст­вом ад­ди­тив­но­сти, т. е. зна­че­ние экс­тен­сив­но­го П. с. для сис­те­мы рав­но сум­ме его зна­че­ний по всем эле­мен­там сис­те­мы (под­сис­те­мам). Ин­тен­сив­ные П. с. име­ют оди­на­ко­вые зна­че­ния для всех под­сис­тем. В со­стоя­нии пол­но­го тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия П. с. не за­ви­сят от вре­ме­ни и от про­стран­ст­вен­ных ко­ор­ди­нат. В ква­зи­рав­но­вес­ном со­стоя­нии П. с. мо­гут за­ви­сеть от ко­ор­ди­нат и вре­ме­ни.

Тер­мо­ди­на­мич. со­стоя­ние сис­те­мы оп­ре­де­ля­ет­ся со­во­куп­но­стью не­за­ви­си­мых П. с., чис­ло ко­то­рых ус­та­нав­ли­ва­ет­ся с по­мо­щью Гиб­бса пра­ви­ла фаз

. Кон­крет­ный на­бор не­за­ви­си­мых П. с. за­ви­сит от фи­зич. свойств гра­ни­цы (стен­ки) ме­ж­ду тер­мо­ди­на­мич. сис­те­мой и её внеш­ним ок­ру­же­ни­ем, по­это­му не­за­ви­си­мые П. с. яв­ля­ют­ся внеш­ни­ми, а за­виси­мые – внут­рен­ни­ми П. с.; связь ме­ж­ду ни­ми вы­ра­жа­ет­ся урав­не­ни­ем со­стоя­ния

 >>

.

Как пра­ви­ло, внеш­ни­ми П. с. яв­ля­ются объ­ём $V$ и темп-ра (аб­со­лют­ная) $T$, при­чём $V$ оп­ре­де­ля­ет­ся по­ло­же­ни­ем внеш­них тел (стен­ки со­су­да, по­ло­же­ние порш­ня в ци­лин­д­ре), а $T$ – темп-рой внеш­них тел (тер­мо­ста­та); в этом слу­чае дав­ле­ние $p=p(V, T)$ яв­ля­ет­ся функ­ци­ей $T$ и $V$. В об­щем слу­чае $p=p(a_i, T)$, где $a_i$ – внеш­ние П. с., оп­ре­де­ляю­щие эле­мен­тар­ную ра­бо­ту $δA=\sum_i X_ida_i$ тер­моди­на­мич. сис­те­мы [$X_i=X_i(a_i, T)$ – обоб­щён­ные си­лы, яв­ляю­щие­ся внут­рен­ни­ми П. с.].

Ка­ж­до­му на­бо­ру не­за­ви­си­мых П. с. со­от­вет­ст­ву­ют оп­ре­де­лён­ные по­тен­циа­лы тер­мо­ди­на­ми­че­ские

, оп­ре­де­ляю­щие все тер­мо­ди­на­мич. свой­ст­ва сис­те­мы и за­ви­ся­щие лишь от вы­бран­ных не­за­ви­си­мых П. с., напр. внутр. энер­гия $U=U(V, S)$, эн­таль­пия $H=H(p, S)$. В этих слу­ча­ях эн­тро­пия $S$ яв­ля­ет­ся внеш­ним П. с., темп-pa $T$ – внут­рен­ним П. с., так что ко­ли­че­ст­во те­п­ло­ты, по­лу­чае­мое тер­мо­ди­на­мич. сис­те­мой, оп­ре­де­ля­ет­ся вы­ра­же­ни­ем $δQ=TdS$, ана­ло­гич­ным вы­ра­же­нию для $δA$. В ка­че­ст­ве внеш­не­го П. с. темп-ра $T$ оп­ре­де­ля­ет энер­гию Гельм­голь­ца (сво­бод­ную энер­гию) $F=F(V, T)$ и энер­гию Гиб­бса $G=G(p, T, N)$, где $N$ – чис­ло час­тиц. Для мно­го­фаз­ных и мно­го­ком­по­нент­ных сис­тем нуж­но учи­ты­вать до­пол­нит. не­за­ви­си­мые П. с.: кон­цен­тра­ции ком­по­нент $c_i$ или их хи­мич. по­тен­циа­лы $μ_i$.