5.zasady termodynamiki.odt

Pierwsza zasada termodynamiki to prosta zasada zachowania energii, czyli ogólna reguła głosząca, że energia w żadnym procesie nie może pojawić się "znikąd". Zmiana energii wewnętrznej układu ΔU = ΔQ + W

Istnieją różne sformułowania tej zasady, zależnie od sytuacji:

1. Sformułowanie najbardziej ogólne:
   Energia wewnętrzna układu zamkniętego nie zmienia się, niezależnie od przemian zachodzących w tym układzie.
2. Sformułowanie dla procesów cieplno-mechanicznych:
   Zmiana energii wewnętrznej układu jest równa sumie pracy wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ.

Druga zasada termodynamiki stwierdza, że w układzie termodynamicznie izolowanym, istnieje funkcja stanu, zwana entropią S, której zmiana ΔS w procesie adiabatycznym spełnia nierówność S>0, przy czym równość zachodzi wtedy i tylko wtedy, gdy proces jest odwracalny.W uproszczeniu można to wyrazić też tak:

"W układzie termodynamicznie izolowanym w dowolnym procesie entropia nigdy nie maleje"

Energia wewnętrzna w (termodynamice) - (oznaczana zwykle jako U lub Ew) część energii układu zależna tylko od jego stanu wewnętrznego, stanowi ona sumę energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrz cząsteczkowych układu oraz energii ruchu cieplnego cząsteczek.

Jest jednym z parametrów (potencjałów termodynamicznych). Według I zasady termodynamiki energia wewnętrzna stanowi jednoznaczną funkcję stanu, którą dla gazu można wyrazić przez dowolne dwa parametry stanu, np. ciśnienie, temperatura, objętość właściwa, entalpia, entropia, i inne.

Praca (W) { deniowana jest jako przepływ energii, który powoduje ukierunkowany ruch atomów w otoczeniu.

Wobj { praca objętościową związana ze zmiana objętości układu

Praca maksymalna jaką możemy uzyskać podczas izotermicznego rozprasznia gazu (rozprszaniezachodzi w stałej temperaturze). Wynosi:

Wobj = -pdV

W termodynamice klasycznej

W ramach II zasady termodynamiki zmiana entropii jest zdefiniowana przez swoją różniczkę zupełną jako:

dS=(1/T)*dQ

gdzie:

1/T - czynnik całkujący (T - temperatura bezwzględna)

dQ - ciepło elementarne, czyli niewielka ilość ciepła dostarczona do układu (wyrażenie Pfaffa)

Podstawowe równanie termodynamiki fenomenologiczej, w którym występuje entropia ma postać

W termodynamice statystycznej

Całkowita entropia układu makroskopowego jest równa:

S=kln(W)

gdzie:

k - stała Boltzmanna,

W - liczba sposobów, na jakie makroskopowy stan termodynamiczny układu (makrostan) może być zrealizowany poprzez stany mikroskopowe (mikrostany),