Zerowa zasada termodynamiki

Jeżeli ciało A jest w równowadze termicznej z ciałem T i ciało B jest w równowadze termicznej z ciałem T to ciało A jest w równowadze termicznej z ciałem B.

Pierwsza zasada termodynamiki

Zasada stanowi podsumowanie równoważności ciepła i pracy oraz stałości energii układu izolowanego.

Dla układu zamkniętego zasadę można sformułować w postaci:

Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa energii, która przepływa przez jego granice na sposób ciepła lub pracy.

gdzie:

ΔU - zmiana energii wewnętrznej układu,

Q - energia przekazana do układu jako ciepło,

W - praca wykonana na układzie.

W powyższym sformułowaniu przyjmuje się konwencję, że gdy:

• W > 0 - do układu przepływa energia na sposób pracy,

• W < 0 - układ traci energię na sposób pracy,

• Q > 0 - do układu przepływa energia na sposób ciepła,

• Q < 0 - układ traci energię na sposób ciepła.

W przypadku układu termodynamicznie izolowanego układ nie wymienia energii z otoczeniem na sposób pracy (W = 0) ani na sposób ciepła (Q = 0), wówczas:

U = const

Druga zasada termodynamiki

W układzie termodynamicznie izolowanym istnieje funkcja stanu zwana entropią S, której zmiana ΔS w procesie adiabatycznym spełnia nierówność
, przy czym równość zachodzi wtedy i tylko wtedy, gdy proces jest odwracalny.

Entropią nazywamy funkcję stanu której zmiana jest równa stosunkowi ciepła pobranego przez układ do jego temperatury. Entropia jest funkcją opisującą stan nieuporządkowania w układzie.

W uproszczeniu można to wyrazić też tak:

• W układzie termodynamicznie izolowanym w dowolnym procesie entropia nigdy nie maleje

• Ciepło nie może samorzutnie przepływać od ciała o temperaturze niższej do ciała o temperaturze wyższej

• Nie jest możliwy proces, którego jedynym skutkiem byłoby pobranie pewnej ilości ciepła ze zbiornika i zamiana go w równoważną ilość pracy

Trzecia zasada termodynamiki

Dla temperatur zbliżających się do zera bezwzględnego zdolność przekazywania ciepła zmierza do zera.

Niemożliwe jest ochłodzenie ciał do temperatury zera bezwzględnego.

Proces termodynamiczny

zwany też przemianą termodynamiczną to każda, dowolna zmiana stanu termodynamicznego układu fizycznego. Ze względu na to, że wszystkie układy nie pozostające w równowadze termodynamicznej stale ulegają jakimś zmianom, ustalenie początku i końca procesów termodynamicznych jest zwykle czysto umowne i zależy od sytuacji.

• Klasyfikacja procesów termodynamicznych ze względu na stałość określonych wartości funkcji stanu

• przemiana izobaryczna (stałe ciśnienie p = const.)

• przemiana izotermiczna (stała temperatura T = const.)

• przemiana izochoryczna (stała objętość V = const.)

• przemiana adiabatyczna (brak wymiany ciepła z otoczeniem ΔQ = 0)

• Klasyfikacja procesów termodynamicznych, ze względu na ich odwracalność

• proces odwracalny

• proces nieodwracalny

---