Ravnotežno stanje (termodinamika)

Termodinamika

Klasična Karnotova toplotna mašina

Grane

Klasična • Statistička • Hemijska • Ravnoteža / Neravnoteža

Zakoni

Nulti • Prvi • Drugi • Treći

Stanje
Jednačina stanja • Idealni gas • Realni gas • Agregatna stanja • Ravnoteža • Kontrolisana zapremina • Instrumenti
Procesi
Izobarni • Izohorski • Izotermski • Adijabatski • Izentropski • Izentalpijski • Kvazistatički • Politropski • Slobodna ekspanzija • Reverzibilnost • Ireverzibilnost • Endoreverzibilnost
Ciklusi
Toplotni matori • Toplotne pumpe • Termalna efikasnost

Osobine sistema

Funkcije stanja
Termodinamički dijagrami • Intenzivne i ekstenzivne veličine
Temperatura / Entropija • Uvod u entropiju • Pritisak / Zapremina • Hemijski potencijal / Broj čestica • Kvalitet pare • Redukovane osobine
Procesne funkcije
Rad • Toplota

Osobine materijala

Specifični toplotni kapacitet

c=

$T$	$\partial S$
$N$	$\partial T$

Kompresibilnost

\beta =-

$1$	$\partial V$
$V$	$\partial p$

Termalna ekspanzija

\alpha =

$1$	$\partial V$
$V$	$\partial T$

Baza podataka osobina

Jednačine

Karnotova teorema • Klauzijusova teorema • Fundamentalna relacija • Jednačina stanja idealnog gasa • Maksvelove relacije • Onsagerove recipročne relacije • Bridgmanove termodinamičke jednačine • Tabela termodinamičkih jednačina

Potencijali

Slobodna energija • Slobodna entropija

Unutrašnja energija

U(S,V)

Entalpija

H(S,p)=U+pV

Helmholcova slobodna energija

A(T,V)=U-TS

Gibsova slobodna energija

G(T,p)=H-TS

Termodinamička ravnoteža, je stanje termodinamičkog sistema u kome je on u termičkoj, mehaničkoj i hemijskoj ravnoteži. Stanje sistema u ravnoteži određeno je funkcijama stanja. Funkcije stanja može biti intenzivna funkcija stanja, pritisak i temperatura, ili ekstenzivna funkcija stanja kao npr. molski udeo komponenti. Termodinamička ravnoteža je determinisana minimumom termodinamičkog potencijala.

Za sistem pri konstantnoj zapremini termodinamički potencijal ekvivalentan je Helmholcovoj slobodnoj energiji (engl. Helmholtz free energy):

F = U – TS

Za sistem na konstantnom pritisku termodinamički potencijal ekvivalentan je Gibsovoj slobodnoj energiji (engl. Gibbs free energy):

G = H – TS

Literatura

Adkins, C.J. (1968/1983). Equilibrium Thermodynamics, third edition, McGraw-Hill, London, ISBN 0-521-25445-0.
Bailyn, M. (1994). A Survey of Thermodynamics, American Institute of Physics Press, New York, ISBN 0-88318-797-3.
Beattie, J.A., Oppenheim, I. (1979). Principles of Thermodynamics, Elsevier Scientific Publishing, Amsterdam, ISBN 0-444-41806-7.
Ludwig Boltzmann (1896/1964). Lectures on Gas Theory, translated by S.G. Brush, University of California Press, Berkeley.
Buchdahl, H.A. (1966). The Concepts of Classical Thermodynamics, Cambridge University Press, Cambridge UK.
Herbert Callen (1960/1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, ISBN 0-471-86256-8.
Constantin Carathéodory (1909). Untersuchungen über die Grundlagen der Thermodynamik Arhivirano 2016-03-04 na Wayback Machine-u, Mathematische Annalen, 67: 355–386. A translation may be found here. Also a mostly reliable translation is to be found at Kestin, J. (1976). The Second Law of Thermodynamics, Dowden, Hutchinson & Ross, Stroudsburg PA.
Sydney Chapman, Thomas George Cowling (1939/1970). The Mathematical Theory of Non-uniform gases. An Account of the Kinetic Theory of Viscosity, Thermal Conduction and Diffusion in Gases, third edition 1970, Cambridge University Press, London.
Crawford, F.H. (1963). Heat, Thermodynamics, and Statistical Physics, Rupert Hart-Davis, London, Harcourt, Brace & World, Inc.
de Groot, S.R., Mazur, P. (1962). Non-equilibrium Thermodynamics, North-Holland, Amsterdam. Reprinted (1984), Dover Publications Inc., New York, ISBN 0-486-64741-2.