6551263423

3

Termodynamika

3.1. Podstawowe pojęcia termodynamiki

Opis zjawisk termodynamicznych. Przedmiotem termodynamiki jest badanie zjawisk, których opis wymaga wprowadzenia pojęcia temperatury. Teorię zjawisk termodynamicznych można budować bądź traktując ciała stale, ciekłe i gazowe jako ośrodki ciągłe nie mające budowy cząsteczkowej bądź z uwzględnieniem budowy cząsteczkowej tych ciał i praw rządzących dużymi zbiorami cząsteczek. W pierwszym przypadku mówimy o termodynamice fenomenologicznej, opartej na faktach doświadczalnych, w drugim zaś o termodynamice statystycznej.

Termodynamika fenomenologiczna bada związki między makroskopowymi wielkościami charakteryzującymi układ w całości, takimi jak: ciśnienie, temperatura, objętość, energia, entropia itd. Opiera się ona na kilku zasadach zwanych zasadami termodynamiki.

Termodynamika statystyczna przyjmuje mikroskopowy punkt widzenia. Rozważane są tu wielkości, opisujące atomy i cząsteczki tworzące układ, mianowicie: ich prędkości, masy, energie, pędy itp. Opierając się na mechanice i stosując metody rachunku prawdopodobieństwa możemy znaleźć związki między wielkościami mikroskopowymi odnoszącymi się do poszczególnych cząstek układu, a wielkościami makroskopowymi, opisującymi układ jako całość. Jako przykład najlepiej może posłużyć kinetyczna teoria gazu doskonałego, od której zaczniemy wykład termodynamiki.

Termodynamika statystyczna jest teorią ogólniejszą od termodynamiki fenomenologicznej, ponieważ zasady termodynamiki fenomenologicznej oraz granice ich stosowalności można wyprowadzić na gruncie termodynamiki statystycznej. Jednak ze względu na znacznie rozbudowany aparat matematyczny stosowanie metod termodynamiki statystycznej będzie dla nas niedogodne i dlatego będziemy posługiwać się częściowo obydwoma rodzajami opisu zjawisk termodynamiki.

Pojęcie temperatury. Zerowa zasada termodynamiki. 2 pojęciem temperatury zaznajamia nas intuicyjnie codzienne doświadczenie. Posługując się dotykiem, możemy uporządkować ciała wg stopnia ich ogrzania, stwierdzając, że ciało A jest

— 153 —