Раздел 1. Термодинамика. Глава 1. Нулевой и первый закон термодинамики. Термохимия

§ 1.1. Термодинамическая система и окружающая среда

Термодинамика - раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями¹.

Раздел физической химии, применяющий законы термодинамики, для описания физико-химических систем, называется химической термодинамикой.

Система - это рассматриваемая часть материальной вселенной, отделенная от окружающей среды замкнутой поверхностью - границей.

Если система имеет размеры, позволяющие использовать для ее описания величины, определенные макроскопическими измерениями, система называется макроскопической.

Граница, окружающая систему, может обладать разными свойствами. В зависимости от этих свойств различают открытые, закрытые и изолированные (замкнутые) системы.

Открытая система имеет границу, позволяющую ей обмениваться с окружающей средой энергией и веществом (например, открытая колба с раствором, из которой может испаряться растворитель и которая может нагреваться и охлаждаться окружающей средой).

¹ Определение требует пояснения. В нем говорится, что термодинамика изучает системы, находящиеся в состоянии термодинамического равновесия, но это вовсе не означает, что законы термодинамики не применяют к неравновесным системам; их применяют даже для описания кинетики процессов (см., например, теорию активированного комплекса). Однако такое применение всегда специально обосновывается. Например, при изучении неравновесных систем их разбивают на части, а равновесие в части устанавливается гораздо быстрее, чем во всей системе, поэтому всегда можно выбрать часть такого размера, к которой были бы применимы законы термодинамики.

Закрытая система имеет границу, не позволяющую системе обмениваться с окружающей средой веществом, но допускающая обмен энергией и работой.