Termodynamika

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Termodynamika – dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych, które wpływają na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Termodynamika bada przede wszystkim przemiany cieplne, lecz także efekty energetyczne reakcji chemicznych, przemian z udziałem jonów, przemiany fazowe, a nawet przemiany jądrowe i energii elektrycznej.

Egzergia – maksymalna praca, jaką układ termodynamicznie otwarty może wykonać w danym otoczeniu przechodząc do stanu równowagi z otoczeniem. Otoczenie traktuje się jako zbiornik nieużytecznej energii i materii o stałej temperaturze. Maksymalną energię uzyskuje się w procesie odwracalnym.Pierwsza zasada termodynamiki – jedno z podstawowych praw termodynamiki, jest sformułowaniem zasady zachowania energii dla układów termodynamicznych. Zasada stanowi podsumowanie równoważności ciepła i pracy oraz stałości energii układu izolowanego.

Podstawowym pojęciem termodynamiki jest układ termodynamiczny, czyli układ wzajemnie oddziaływających na siebie ciał, który, rozpatrywany jako całość, wykazuje pewne własności zwane termodynamicznymi parametrami stanu. Pojedyncza cząsteczka nie jest układem termodynamicznym, ale dostatecznie duża ich ilość już tak. Przykładowym układem termodynamicznym jest pojemnik z gazem doskonałym, który w przybliżony sposób oddaje zachowanie rzeczywistych gazów.

Gaz doskonały – zwany gazem idealnym jest to abstrakcyjny, matematyczny model gazu, spełniający następujące warunki:Przemiana kwazistatyczna (proces kwazistatyczny lub pseudostatyczny) jest to przemiana termodynamiczna, którą można traktować jako ciąg stanów nieskończenie bliskich stanowi równowagi, między którymi zachodzi nieskończenie mała zmiana parametrów układu.
  • Rodzaje termodynamiki
  • Termodynamika klasyczna
  • Termodynamika kwantowa
  • Termodynamika statystyczna
  • Termodynamika techniczna
  • Termodynamika chemiczna
  • Termodynamika procesów nierównowagowych
  • Podstawowe pojęcia termodynamiki:
  • równanie Clapeyrona (stan gazu idealnego), równanie Clapeyrona (przemiana fazowa), równanie Clausiusa-Clapeyrona, energia wewnętrzna, energia swobodna, stan termodynamiczny, funkcja stanu, funkcja procesu, potencjały termodynamiczne, ciśnienie, temperatura, objętość, ciepło, ciepło właściwe, entalpia, entropia, egzergia, perpetuum mobile, równanie van der Waalsa, gaz doskonały, roztwór doskonały, kryształ doskonały, układ termodynamiczny, układ termodynamicznie zamknięty, układ termodynamicznie otwarty, układ termodynamicznie izolowany
  • Zasady termodynamiki
  • Zerowa zasada termodynamiki - prawo równocenności stanów układów termodynamicznych.
  • Pierwsza zasada termodynamiki - prawo zachowania energii
  • Druga zasada termodynamiki - prawo stałego wzrostu entropii
  • Trzecia zasada termodynamiki - prawo dążenia entropii do 0 ze spadkiem temperatury.
  • Czwarta zasada termodynamiki - symetria macierzy współczynników w twierdzeniu Onsagera. Fizycznie rzecz biorąc, związana z zasadą wzajemności.
  • Klasyfikacja przemian termodynamicznych
  • 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 Q = const.)
  • przemiana politropowa (pV = const., gdzie n wykładnik politropy)
  • przemiana izentalpowa (stałe entalpia H = const.)
  • Klasyfikacja procesów termodynamicznych
  • odwracalny
  • nieodwracalny
  • samorzutny
  • kwazistatyczny
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Termodynamika, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-07-29].

    Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • Podstawy termodynamiki
  • Zasady termodynamiki
  • Druga zasada termodynamiki – jedno z podstawowych praw termodynamiki, stwierdzające, że w układzie termodynamicznie izolowanym istnieje funkcja stanu, która z biegiem czasu nie maleje.Energia wewnętrzna (oznaczana zwykle jako U lub Ew) w termodynamice – całkowita energia układu będącą sumą: energii potencjalnej i kinetycznej makroskopowych części układu, energii kinetycznej cząsteczek, energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych, etc.




    Warto wiedzieć że... beta

    Funkcja stanu – w termodynamice funkcja zależna wyłącznie od stanu układu, czyli od aktualnych wartości jego parametrów, takich jak masa, liczność materii, temperatura, ciśnienie, objętość i inne.
    Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.
    Termodynamika chemiczna – dział chemii fizycznej, stosujący zasady termodynamiki do badań reakcji chemicznych i procesów fizykochemicznych, wykorzystujący fenomenologiczne pojęcia potencjału chemicznego i aktywności składników układu w celu określania kierunku przemian, zmierzających do stanu termodynamicznej równowagi, oraz energetycznych efektów tych przemian – ilości energii, wymienianej między badanym układem i jego otoczeniem (ciepło i praca). Termodynamika chemiczna jest teoretyczną podstawą technologii i inżynierii chemicznej, dotyczy też tzw. procesów nieodwracalnych, przebiegających w układach otwartych termodynamicznie, w skali molekularnej (np. energetyka procesów życiowych) lub w skali kosmicznej (np. struktury dyssypatywne we Wszechświecie).
    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).
    Równanie Clapeyrona opisuje nachylenie linii równowagi i stosuje się do każdej przemiany fazowej dowolnej substancji czystej:
    Funkcja procesu (funkcja drogi ) – funkcja termodynamiczna zależna od historii układu (procesu termodynamicznego). Zmiana wartości funkcji procesu zależy od sposobu w jaki ta zmiana została zrealizowana. Przykładami funkcji procesu są ciepło i praca.
    Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.

    Reklama