Термодинамическая система и степени свободы системы

Объект термодинамического исследования будем называть термодинамической системой. Термодинамические системы разделяют на гомогенные, состоящие из однородных составляющих, и гетерогенные, состоящие из нескольких разнородных частей, подсистем.

Система, лишенная возможности обмениваться с окружающей средой как массой, так и энергией, называется изолированной, обменивающаяся только энергией ‒ закрытой, обменивающаяся массой и энергией ‒ открытой.

Род степени свободы соответствует способу взаимодействия: тепловому, механическому, электрическому и т.п. Число степеней свободы равно числу тех различных форм, в которых система обменивается энергией с окружающей средой, и зависит от физической природы системы и условий, в которых она находится.

Большое значение имеют системы с несколькими степенями свободы. Такие системы дают возможность превращать один вид энергии в другой.

Техническая термодинамика имеет дело главным образом с анализом процессов, связанных с работой тепловых машин, осуществляющих взаимные превращения теплоты и механической работы. Термодинамическая система, пригодная для этих целей, должна иметь, очевидно, две степени свободы ‒ тепловую и механическую ‒ и может быть названа термомеханической.

В качестве термомеханических систем рассматриваются газообразные вещества, которые, обладая тепловой степенью свободы, способны в отличие от жидких и твердых тел подвергаться также существенной объемной деформации и, следовательно, обмениваться значительным количеством механической работы с другими телами.