Е.В. Дмитриев
8.1. основные понятия термодинамики
Потоки вещества и сопряженные с ними потоки энергии являются неотъемлемой составляющей процессов жизнедеятельности на Земле.
В XIX-XX вв. в связи с развитием термодинамики - науки о законо- мерностях перехода энергии между системами - стало возможным проведение количественных расчетов энергетического выхода химических реакций. Основным понятием термодинамики является система - со- вокупность объектов, взаимосвязь между которыми больше, чем с объектами внешней среды. Система может быть ограничена реальной или воображаемой границей раздела. Основными характеристиками системы являются масса (совокупность масс молекул, из которых она состоит) и внутренняя энергия (тепловая энергия молекул и энергия межмолекулярного взаимодействия). Различают системы:
► изолированные - не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией (∆m = 0, ∆E = 0), являются физической абстракцией;
► закрытые - обмениваются с внешней средой энергией, но не обмениваются веществом (∆m = 0, ∆E ≠ 0);
► открытые - обмениваются с внешней средой и веществом, и энергией (∆m ≠ 0, ∆E ≠ 0).
Все живые организмы являются открытыми термодинамическими системами.
В зависимости от агрегатного состояния компонентов системы различают:
► гомогенные - системы, в которых отсутствуют резкие изменения физико-химических свойств при переходе из одних областей системы к другим (например, плазма крови);
► гетерогенные - системы, состоящие из двух или более гомогенных (например, цельная кровь).
Совокупность параметров системы (объем, давление, температура, плотность и т.д.) характеризуют состояние термодинамической системы. Различают:
► равновесное состояние, при котором свойства системы остаются неизменными в течение сколь угодно большого промежутка времени, отсутствуют потоки вещества и энергии (изолированная система);