Cómo entender el indeterminado en el proceso de la termodinámica?

Question

Considere la posibilidad de un cerrado sistema compuesto con un interno de bienes muebles adiabática de la pared. Si se suelta el pistón, la termodinámica no puede determinar el estado de equilibrio final (la temperatura no puede ser determinado).

(Sobre el ejemplo anterior, usted puede referirse a Callen la Termodinámica e Introducción a la Thermostatistics 2ed. P53 Problema 2.7-3 y P100 Problema 4.3-1: )

Cómo entender esto? Considere la posibilidad de un cuasi-estática del proceso. Como el pistón se mueve, la temperatura y la presión de ambas cámaras va a cambiar hasta que las presiones coinciden. A continuación, hay una bien definida único estado de equilibrio final. Lo que está mal con este argumento?

Qué significa que la termodinámica es incompleta?

Answer 1

1. Me gustaría repetir el comentario por Rossetto:

   Durante el movimiento, el pistón adquiere cierta energía cinética. ... Si los gases son viscosos, parte de la energía se convierte en calor, el calentamiento de los gases. Dependiendo de cómo esta energía será distribuida entre los gases, los estados finales serán diferentes y determinado por la dinámica de la evolución.

2. Usted debe recordar que el movimiento del pistón y de los gases es que no lento o isentrópica, como en muchos libros de texto de los problemas.

3. Para definir el estado de un material homogéneo cuya ecuación de estado es conocido, tenemos dos cantidades (funciones del estado) - por ejemplo, la temperatura y la presión. Hay dos diferentes fluidos, por lo que contamos con 4 incógnitas en todos. Cuántas ecuaciones tenemos que hacer?
   una. $V_1+V_2=constant$
   b. Conservación de la energía. (Los fluidos y el pistón de todos los finales en reposo. La única energía restante es energía térmica en líquidos, la cual debe ser igual a su valor inicial.)
   c. Mecánica de equilibrio: $p_1=p_2$

No hay suficientes ecuaciones para determinar el estado final.

Answer 2

El citado problema de muestra, que la primera y la segunda ley de la termodinámica no son necesariamente suficientes para determinar plenamente todos los parámetros del sistema. Ambas leyes darle restricciones sobre las posibles soluciones, es decir, que tipo de soluciones en 'permitido' y 'prohibido'. Sin embargo, usted puede tener más de un estado en el 'permiso' de la cesta. En ese caso, usted necesita información adicional para decidir cual de los estados permitidos serán realizados. En el problema citado, las dos leyes sólo le dan una restricción en la presión. El programa de configuración del sistema le da una relación entre los volúmenes de los subsistemas, pero debido a la adiabática de la pared, las temperaturas están relacionadas con cada uno de los otros ya que en ambos subsistemas, el volumen, la presión y la temperatura están conectados a través de una ecuación de estado. Esto lleva a una situación, donde usted puede tener múltiples soluciones, que todos cumplan las dos leyes de la termodinámica. Cual de estos permitido soluciones es di cuenta de que depende de otros parámetros, aquí en la viscosidad en los subsistemas.