::: Iwiedza ::: - Ty tu rządzisz!

Słownik podstawowych pojęć termodynamicznych

układ termodynamiczny
parametry termodynamiczne
równowaga termodynamiczna
równanie stanu
proces termodynamiczny
praca
ciepło
zbiornik cieplny (termostat)
układ izolowany cieplnie
wielkości intensywne i ekstensywne
temperatura
stałe występujące w termodynamice

Układ termodynamiczny to dowolny układ makroskopowy.

Parametry termodynamiczne to mierzalne wielkości makroskopowe związane z układem, takie jak ciśnienie p, objętość V, temperatura T.

Stan termodynamiczny jest określony przez zbiór wartości wszystkich parametrów termodynamicznych.

Równowaga termodynamiczna ma miejsce wtedy, gdy gdy stan termodynamiczny układu nie zmienia się.

Tylko dla stanów równowagowych wartości parametrów termodynamicznych mają określony sens.

Równanie stanu jest zależnością wiążącą ze sobą parametry termodynamiczne stanu.

Wyjaśnimy to na przykładzie gazu doskonałego.
Parametrami termodymicznymi są cisnienie p, objętość V i temperatura T. Czy mogą one przyjmować dowolne wartości? Czy są one niezależne od siebie? Wiemy, że wiąże je ze sobą równanie Clapeyrona pV=nRT, i ono właśnie jest równaniem stanu gazu doskonałego. W bardziej realistycznym modelu gazu zaproponowanym Van der Vaalsa otrzymujemy inną zależność.

Równanie stanu pozwala znaleść wartość jednego z paramertów układu gdy znane są pozostałe. Mówimy, że zmniejsza ono liczbę niezależnych parametrów termodynamicznych (np.z trzech do dwu - dla gazu doskonałego). Zawsze możemy je zapisać w ogólnej postaci f(p,V,T)=0, co w przedstawionym wyżej przypadku gazu doskonałego wygląda tak: pV-nRT=0.

Zobacz również: równanie Clapeyrona, równanie Van der Valsa!

Proces termodynamiczny to zmiana stanu układu.

Jeśli stan początkowy jest stanem równowagi, to proces może być spowodowany jedynie przez zmianę warunków zewnętrznych układu.
Proces termodynamiczny jest kwazistatyczny, jeśli warunki zewnętrzne zmieniają się tak wolno, że w każdej chwili układ jest w przybliżeniu w stanie równowagi.
Proces jest odwracalny, jeśli odwrócenie w czasie zmian warunków zewnętrznych powoduje odwrócenie w czasie zmian stanu układu. Proces odwracalny jest kwazistatyczny, ale twierdzenie odwrotne nie zawsze jest słuszne.

Zobacz również: II zasada termodynamiki

Praca W jest w termodynamice rozumiana jest na sposób mechaniczny DW =FDx, co prowadzi do DW =pDV.

Zobacz również: praca gazu, praca gazu doskonałego

Ciepło Q to sposób przekazu energii wewnętrznej od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze - bez wykonywania pracy.

Zobacz również: ciepło gazu doskonałego

Zbiornik cieplny lub po prostu zbiornik (termostat) to układ tak duży, że pobranie z niego (oddanie doń) skończonej ilości ciepła nie zmienia jego temperatury.

Układ jest izolowany cieplnie gdy między min a otoczeniem nie może zachodzić wymiana ciepła.

Wielkość termodynamiczną nazywany ekstensywną, gdy sumuje się przy łączeniu identycznych układów termodynamicznych. Taka wielkość jest proporcjonalna do ilości materii w układzie i dostarcza informacji o układzie jako całości. Przykładem mogą być objętość V, masa m, liczba moli n, liczba cząsteczek N, energia wewnętrzna U i entropia S.

Wielkość nazywamy intensywną, gdy nie zmienia się przy łączeniu identycznych układów. Wielkość taka nie zależy od ilości materii w układzie i ma charakter lokalny, może zmieniać się w ramach układu od miejsca do miejsca. Wyliczymy tu temperaturęT, ciśnieniep, gęstośćr, koncentracjęa, indukcję pola magnetycznegoB.

Temperatura jest parametrem termodynamicznym będącym kryterium równowagi termicznej.

O dwu układach będących w stanie równowagi termicznej (tzn. nie wymieniających energii wewnętrznej na drodze cieplnej mimo, że są w kontakcie ze sobą) mówimy, że mają tą samą temperaturę

Zobacz również: zerowa zasada termodynamiki

Stałe występujące w termodynamice:
Stała Boltzmana k = 1,3807 10^-23J/K
Uniwersalna stała gazowa R = 8,314 J/molK
Liczba Avogadro N_A = 6,02 10^-23K^-1.

Związane są zależnością:

R = k N_A