I zasada termodynamiki (układ zamknięty).
Zmiana energii wewnętrznej równa jest sumie algebraicznej pracy oraz ciepła wymienionego z otoczeniem jeśli nie występuje zmiana energii kinetycznej oraz energii położenia układu.
dU=dQ-dL; ΔL=pdV; druga postać: di=dq+Vdp;
I zasada termodynamiki (układu otwarty).
Redukuje ona bilans zasobu energii wewnętrznej dla układu otwartego do warunków procesu termodynamicznie odwracalnego czyli do procesu termodynamicznego przebiegającego w warunkach równowagi termodynamicznej bez tarcia. Zatem zasada ta jest opisana równaniem:
Jeżeli na układ bilansowania nie działają siły zewnętrzne to otrzymamy:
II zasada termodynamiki.
Nie istnieje maszyna cieplna pracująca cyklicznie wykonująca pracę bez zmian w otoczeniu.
dS=dQ/T;
III zasada termodynamiki.
W temperaturze zera bezwzględnego entropia układu skondensowanego dąży do zera.
Energia wewnętrzna gazu doskonałego.
E1=cνT+a; a=-cνT0;
doskonałego: u=całka(T0 do T)cνdT=cν(T-T0);
cν- średnie ciepło właściwe przy stałej objętości;
Kwantowa hipoteza Planca.
Średnia energia promieniowania En oscylatora promieniowania o częstotliwości v (długość fal λ) przypadająca na poziom energetyczny En przyjmuje postać:
En=f(En)En=EnBexp(-En/kT);
Prawo Avogadra.
W jednakowych objętościach znajduje się taka sama liczba cząstek dowolnego gazu doskonałego jeśli ciśnienia i temperatury tych gazów są jednakowe.
m1=n1M1; m2=n2M2; n- liczba cząstek gazu;
M-masa cząsteczkowa; m-masa;
MR=B- uniwersalna stała gazowa;
Prawo przesunięć Wiena.
λmT=hc/k4,965=σw;
Prawo to głosi, iż odwrotnie proporcjonalna zależność długości fali λm od temp. T opisuje ilościowo mechanizm przesunięcia się maksimum rozkładu widmowego objętościowej gęstości zasobu energii monochromatycznego promieniowania elektromagnetycznego Eλ(λ) w miarę wzrostu temperatury w stronę fal krótszych.
Wien wykazał, że funkcja rozkładu widmowego objętościowej gęstości zasobu energii promieniowania elektromagnetycznego w modalnym polu długości fal Er(λ) powinna mieć postać: Er(λ)=(1/λ5)f(λT); Er(λ)=(c1/ λ5)exp(-c2/ λT);
Prawo Lamberta.
Intensywność promieniowania Ig (światłość) w kierunku tworzących kąt α z normalną do płaszczyzny promieniującej jest równa intensywności promieniowania w kierunku normalnych do promieniującej przez cosα; Iα/I0cosα; Jeżeli RTα-gęstość strumienia energii tworzy z kierunkiem tworzącym kąt α z normalną do promieniującej powierzchni d2SI to możemy wyrazić, że: Iα=d2RTI/d2w; gdy α=0 to I0=d2RTI/d2w;
Prawo stanów odpowiednich.
Jeżeli dwa czynniki różne mają jednakowe dwa parametry zredukowane to trzeci ich parametr zredukowany musi być taki sam
Prawo Charlsa.
V=const; p=p0(1+βt);
β=(1/p)(dip/diT)V -termiczny współczynnik prężności.
Prawo Boye'a Mariotte'a.
Prawo to mówi, że przy stałej temperaturze iloczyn ciśnienia przez objętość właściwą jest stałą, tzn. p1V1=P2V2, jeśli p1 i V1 oznaczają parametry w stanie 1, a p2 i V2 w stanie 2, przy czym temperatura w obu tych stanach jest taka sama.
Prawo Daltona.
Ciśnienie całkowite p fazy gazowej wieloskładnikowej będącej mieszaniną gazów doskonałych równoważne jest ciśnieniu jakie wywierałby gaz doskonały jednoskładnikowy mając następujące parametry: temperatura T równej temperaturze fazy gazowej wieloskładnikowej oraz objętościową gęstością zasobu ilości moli ρn równa sumie objętościowej gęstości zasobu ilości moli składników mieszaniny ρni; p=Σ(i=1)ρniBT.
Prawo promieniowania Planca.
dE(λ)=8Phcdλ/(λ5(exp(hc/λkt)-1);
Prawo Gay-Lussaca.
p=const; Gazy rzeczywiste zbliżają swe własności do gazu doskonałego wówczas gdy ciśnienie gazu maleje a temperatura wzrasta i jest wysoka w porównaniu z temperaturą nasycania; ν=ν0(1-αt); α=1/α(diν/diT)p.
Reguła faz Gibbsa.
F=c-p+2; p-liczba faz; c-liczba składników; F-liczba stopni swobody układu , czyli takich parametrów jak: ciśnienie, temperatura i koncentracja składników układu, które mogą zmieniać się powodując naruszenia równowagi układu.
Rozkład prędkości Maxwella.
W przestrzeni prędkości νx, νy, νzdefiniujemy funkcje rozkładu „objętościowej gęstości zasobu zdarzenia losowego Φ(v)” charakteryzująca się tym, iż w przyroście elementarnym trzeciego rzędu obszaru „objętości” d3v=dvxdvydvz zawarty jest elementarny przyrost trzeciego rzędu ilości cząstek gazu d3n(v) poruszających się z prędkościami v (cząstka gazu ma w temp. T energię kinetyczną E=1/2mv2. A zatem możemy napisać: Φ(v)=f(E)=d3n/d3v.
Równanie Gibbsa-Helmholtza.
Równanie to wiąże ciepło reakcji z pracą maksymalną reakcji chemicznej Lumax=F2=F1=U2-TS2(U1-TS1)=U2-U1-T(S2-S1);
Zerowa zasada termodynamiki.
Jeżeli dwa układy nie graniczą ze sobą znajdują się w równowadze cieplnej z trzecim układem z którym graniczą, to są one również w równowadze cieplnej względem siebie.
Zerowa zasada termodynamiki - jeżeli dwa układy są w równowadze cieplnej z trzecim układem, to są one również w równowadze ze sobą.
I zasada termodynamiki - zmiana energii wewnętrznej układu równa jest zmianie ciepła układu i pracy wykonanej nad układem lub przez układ nad otoczeniem.
dU = dQ - dL; dL = pdV; druga postać: di = dq + vdp;
II zasada termodynamiki - w dowolnym procesie termodynamicznym entropia wszechświata może wzrastać lub pozostać stała, ale nigdy nie może maleć.
ds=dQ/T
III zasada termodynamiki - zmiana entropii związana z dowolnym odwracalnym procesem izotermicznym układu skondensowanego dąży do zera, gdy temperatura układu dąży do zera.
Prawo Avogadra -jednakowa objętość różnych gazów w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniem zawierają tą sama liczbę cząstek
Prawo Daltona -ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazu równe jest sumie ciśnień cząstkowych jakie wywierałyby poszczególne składniki mieszaniny gdyby osobno zajmowały ta samą objętość.