Введение в предмет и методы термодинамики

Термодинамика – наука, изучающая превращение энергии при протекании всевозможных макроскопических процессов изменения состояния, происходящих с различными телами, а также полями.

Энергия – один из наиболее общих и универсальных параметров состояния термодинамической системы, ибо она отражает меру движения материи, являясь ее неотъемлемой частью и обусловленную внутренними противоречиями.

Именно поэтому термодинамика является основой анализа всех макро- и микроскопических процессов, в том числе и условий равновесия термодинамических систем.

Термодинамика была развита на базе аксиоматических принципов: фундаментальные общие законы природы используются в ней в качестве отправных аксиом, которые принято называть началами (принципами) или законами термодинамики. На базе этих аксиом, путем логических умозаключений, математического описания и обобщения выводятся все следствия, описывающие поведение различных термодинамических систем и протекающих в них процессов.

Классическая термодинамика, базирующаяся на выше отмеченных началах (принципах), является феноменологической наукой, исходящей не из ограниченных по своей сути модельных представлений, а из самых общих соображений, позволяющих выявить всесторонние связи и установить соответствующие количественные соотношения. Многих ученых с мировым именем очаровала удивительная сила и плодотворность термодинамического метода. Отметим лишь одно высказывание Эйнштейна: «Теория производит тем большее впечатление, чем проще ее предпосылки, чем разнообразнее предметы, которые она связывает и чем шире область ее применения. Отсюда глубокое впечатление, которое на меня произвела классическая термодинамика. Это единственная теория общего содержания, относительно которой я убежден, что в рамках применимости ее основных понятий она никогда не будет опровергнута».

Статистическая физика пользуется иными методами. Изучая поведение отдельных корпускул, используя аппарат математической статистики и теории вероятности, она приходит к количественным зависимостям для всего ансамбля корпускул в целом как термодинамической системы. Несмотря на различные подходы, результаты и выводы классической термодинамики и статистической физики одинаковы.