Termodynamika

Układ termodynamiczny: ciało lub zespół ciał wyodrębnionych z otoczenia

Parametry termodynamiczne: temperatura T, ciśnienie p, objętość V

Stan układu: zbiór wartości wszystkich parametrów potrzebnych do opisu układu termodynamicznego

Stan stacjonarny: wartości parametrów nie zmieniają się w czasie

Stan zrównoważony: stan stacjonarny, w którym nie zachodzi wymiana energii z otoczeniem

Układ termodynamiczny może wymieniać energię z innym układem, pobierać lub oddawać ciepło, wykonywać pracę ( lub praca może być na nim wykonywana)

Pracą W nazywamy każdy proces przekazywania energii, z wyjątkiem procesu występującego na skutek różnicy temperatur.

Ciepłem Q nazywamy proces przekazywania energii polegający na przepływie energii wywołanym różnicą temperatur.

Energią wewnętrzną U nazywamy sumę wszelkiego rodzaju energii układu.

0 zasada termodynamiki

Istnieje wielkość skalarna, zwana temperaturą, która przyjmuje jednakową wartość dla wszystkich układów będących w stanie równowagi termodynamicznej.

Jeżeli ciało A jest w równowadze termodynamicznej z ciałem C i ciało B jest także w równowadze z tym samym ciałem C, to oba ciała A i B są w równowadze termodynamicznej.

1 zasada termodynamiki

umowa :

ciepło dostarczane ΔQ>0

układ wykonuje pracę ΔW>0

ΔQ= ΔU+ ΔW

ΔQ=cmΔT,

c- ciepło właściwe, m-masa

ΔW=pΔV

I zasada

Nie jest możliwe wykonanie perpetum mobile I rodzaju. tj. urządzenia, które pracowałoby cyklicznie przez nieograniczony czas nie pobierając energii z otoczenia.

U=i/2*nRT

n-liczba moli, R-stała gazowa, T-temperatura termodynamiczna

i-stopnie swobody-liczba niezbędnych współrzędnych potrzebnych do opisu ruchu cząsteczki.

1 atom 3 stopnie swobody i=3

cząsteczka 2 atomowa i=5

cząsteczka 3 i więcej atomowa i=6

dla jednego atomu na jeden stopień swobody przypada energia wewnętrzna

U=1/2 kT

k-stała Boltzmanna

R=kN_A

N_A-liczba Avogadra, liczba cząsteczek w jednym molu.

Zasada ekwipartycji energii

Na każdy stopień swobody przypada taka sama ilość

energii U=1/2 kT

2 zasada termodynamiki

1. Niemożliwy jest proces, którego jednym rezultatem byłaby zamiana ciepła pobranego ze źródła ciepła na równoważną mu pracę.

2. Niemożliwy jest taki proces, którego jednym rezultatem byłoby przekazywanie ciepła od ciała o niższej temperaturze do ciała o wyższej temperaturze.

Nie można zbudować perpetum mobile II rodzaju

2 bis(lub 3 zasada)

Każdemu rzeczywistemu procesowi ( nieodwracalnemu) zachodzącemu w układzie odosobnionym towarzyszy wzrost entropii S.

ΔS= ΔQ/T

S=kln Γ

Γ- prawdopodobieństwo termodynamiczne

k- stała Boltzmanna

ln-logarytm naturalny

Termodynamika

fenomenologiczna statystyczna

równanie stanu

równanie Clapeyrona

pV=n R T pV = 2/3 N E_k

N- ilość cząsteczek

E_k- energia kinetyczna 1 cząsteczki

Sposoby przenoszenia ciepła

---