Внешние и внутренние термодинамические переменные


внешние, которые определяются свойствами и координатами тел в окружающей среде и зависят от контактов системы с окружением, например, массы или количества компонентов n, напряженность электрического поля Е; число таких переменных ограниченно;
• внутренние, которые зависят только от свойств самой системы, на пример, плотность р, внутренняя энергия U; в отличие от внешних переменных, число таких свойств неограниченно;

Почему число внешних термодинамических переменных ограниченно, а внутренних неограниченно?

Я так понимаю, изменение количества внутренних термодинамических переменных не всегда влечет за собой изменение количества внешних термодинамических переменных.
Например, для системы, состоящей из одного вещества, количество внутренних переменных определяется энергией, энтропией, объемом, количеством веществов и температурой. И с ростом сложности системы количество внутренних переменных увеличивается, например, в системе, состоящей из нескольких различных химических веществ, появляются новые внутренние переменные, такие как концентрации компонентов, которые необходимы для описания всей картины системы. В то же время, количество внешних т. п. не меняется.
Таким образом, по мере усложнения системы, количество внешних т. п. остается фиксированным, тогда как количество внутренних т.п. может увеличиваться до неограниченных размеров.

1 лайк

Первый раз слышу про разделение на внешние и внутренние. Наиболее полезное разделение (которое нужно понимать): на интенсивные и аддитивные.

Решил почитать про внешние и внутренние. Быстрый поиск в англоязычном интернете толковых результатов не дал. Решил поискать на русском, нашел в русской вики:

Иногда переменные состояния делят на внешние, характеризующие окружающую среду[126] и не зависящие от состояния рассматриваемой системы, и внутренние, характеризующие изучаемую систему[126][127][128][129]. Другая дефиниция отождествляет внешние переменные с обобщёнными термодинамическими координатами[130][131][132]. Следующая дефиниция отождествляет внешние переменные (объём, энтропию и массу системы) с термодинамическими координатами состояния[133]. Согласно очередной дефиниции внешние переменные (объём, напряжённость силового поля и др.) есть переменные состояния, характеризующие систему, но оцениваемые через состояние внешней среды[134][135]. Иначе говоря, они представляют собой функции характеристик окружающей среды[136] (функции координат внешних тел[137]), зависящие от того, где проведена граница между системой и внешней средой (внешними телами), и от условий, в которых находится система, так что в разных ситуациях одна и та же величина может выступать в роли как внешней, так и внутренней переменной. Например, при фиксированном положении стенок сосуда объём флюида является внешней переменной, а давление — внутренней; в других условиях, когда система находится в цилиндре с подвижным поршнем под постоянным давлением, то уже давление будет внешней, а объём — внутренней переменной[137][138] (объём твёрдого тела — внутренняя переменная, ибо он не зависит от свойств окружающих тел[139]). Условность деления переменных состояния на внешние и внутренние очевидна: рассматриваемую систему и окружающую её среду всегда можно рассматривать как часть единой расширенной системы, состоящей из изучаемой системы и окружающей её среды, и для такой расширенной системы все интересующие нас переменные состояния можно считать внутренними[140].

использование слова “дефиниция” вместо определение и, о боже, “флюид” вместо жидкость лично мне намекают на маргинальность разделения.

Известны и другие, помимо перечисленных, трактовки термина «внешняя переменная»[141][142]. Отсутствие общепринятого истолкования затрудняет использование представления о внешних переменных.

Температуру системы обычно относят к внутренним переменным[136][143][127][129], но иногда её причисляют к переменным внешним[144][145].

Внешние переменные важны для тех способов построения/изложения термодинамики, в которых термодинамическую систему рассматривают как чёрный ящик: изменяя внешние переменные (напрямую связанные с совершаемой системой — или над системой — работой[146]) и наблюдая за поведением изучаемой системы, делают выводы о внутренних переменных системы[147].

Вот этот параграф, имхо, все объясняет. Т.е. разделение напрямую зависит от эксперимента, который мы проводим.

3 лайка