Tabelul cuprinde expresiile matematice ale ecuațiilor termodinamice și ale mărimilor fizice comune în termodinamică . Scopul este obținerea rapidă a expresiilor matematice prin salt la o secțiune orientată pe subdomeniul dorit, unde sunt grupate relațiile uzuale în subdomeniu. Pentru a evita defilarea tabelului, relațiile de care este nevoie în subdomenii diferite pot să se repete în secțiunile respective.
Definiții
În acest articol se folosește convenția semnelor din termodinamica tehnică , în care căldura are semnul + dacă intră în sistemul termodinamic , iar lucrul mecanic are semnul + dacă iese din sistem. În termodinamica chimică convenția semnelor este că lucrul mecanic are semnul + dacă intră în sistem (deci în relațiile din lucrările respective semnul termenilor de lucru mecanic este inversat).
Mărimi de bază generale
Mărime (numele uzual)
Simbolul uzual
Unitate SI
Dimensiune
Număr de molecule
N
1
1
Cantitate de substanță
n
mol
N
Temperatură
T
K
Θ
Căldură
Q , q
J
ML2 T−2
Căldură latentă
QL
J
ML2 T−2
Mărimi derivate generale
Mărime (numele uzual)
Simbolul uzual
Ecuația de definire
Unitate SI
Dimensiune
Beta termodinamic (d ) , inversul temperaturii
β
β
=
1
/
k
B
T
{\displaystyle \beta =1/k_{\mathrm {B} }T}
J−1
T2 M−1 L−2
Temperatură termodinamică (d )
τ
τ
=
k
B
T
{\displaystyle \tau =k_{\mathrm {B} }T}
τ
=
k
B
(
∂
U
/
∂
S
)
N
{\displaystyle \tau =k_{\mathrm {B} }\left(\partial U/\partial S\right)_{N}}
1
/
τ
=
1
/
k
B
(
∂
S
/
∂
U
)
N
{\displaystyle 1/\tau =1/k_{\mathrm {B} }\left(\partial S/\partial U\right)_{N}}
J
ML2 T−2
Entropie
S
S
=
−
k
B
∑
i
p
i
ln
p
i
{\displaystyle S=-k_{\mathrm {B} }\sum _{i}p_{i}\ln p_{i}}
S
=
−
(
∂
F
/
∂
T
)
V
,
N
{\displaystyle S=-\left(\partial F/\partial T\right)_{V,N}}
,
S
=
−
(
∂
G
/
∂
T
)
p
,
N
{\displaystyle S=-\left(\partial G/\partial T\right)_{p,N}}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Presiune
p
p
=
−
(
∂
F
/
∂
V
)
T
,
N
{\displaystyle p=-\left(\partial F/\partial V\right)_{T,N}}
p
=
−
(
∂
U
/
∂
V
)
S
,
N
{\displaystyle p=-\left(\partial U/\partial V\right)_{S,N}}
Pa
ML−1 T−2
Energie internă
U
U
=
∑
i
E
i
{\displaystyle U=\sum _{i}E_{i}}
J
ML2 T−2
Entalpie
H
H
=
U
+
p
V
{\displaystyle H=U+pV}
J
ML2 T−2
Funcția de partiție (d )
Z
1
1
Entalpie liberă (Gibbs)
G
G
=
H
−
T
S
{\displaystyle G=H-TS}
J
ML2 T−2
Potențial chimic (al componentei i din amestec)
μi
μ
i
=
(
∂
U
/
∂
N
i
)
N
j
≠
i
,
S
,
V
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial U/\partial N_{i}\right)_{N_{j\neq i},S,V}}
μ
i
=
(
∂
F
/
∂
N
i
)
T
,
V
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial F/\partial N_{i}\right)_{T,V}}
, unde
F
{\displaystyle F}
nu este proporțional cu
N
{\displaystyle N}
deoarece
μ
i
{\displaystyle \mu _{i}}
depinde de presiune.
μ
i
=
(
∂
G
/
∂
N
i
)
T
,
p
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial G/\partial N_{i}\right)_{T,p}}
, unde
G
{\displaystyle G}
este proporțional cu
N
{\displaystyle N}
(cât timp compoziția raportului molar a sistemului rămâne aceeași) deoarece
μ
i
{\displaystyle \mu _{i}}
depinde doar de temperatură, presiune și compoziție.
μ
i
/
τ
=
−
1
/
k
B
(
∂
S
/
∂
N
i
)
U
,
V
{\displaystyle \mu _{i}/\tau =-1/k_{\mathrm {B} }\left(\partial S/\partial N_{i}\right)_{U,V}}
J
ML2 T−2
Energie liberă (Helmholtz)
F , A
F
=
U
−
T
S
{\displaystyle F=U-TS}
J
ML2 T−2
Potențial macrocanonic (Landau)
Ω, ΦG
Ω
=
U
−
T
S
−
μ
N
{\displaystyle \Omega =U-TS-\mu N\ }
J
ML2 T−2
Potențial Massieu
Φ
Φ
=
S
−
U
/
T
{\displaystyle \Phi =S-U/T}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Potențial Planck
Ξ
Ξ
=
Φ
−
p
V
/
T
{\displaystyle \Xi =\Phi -pV/T}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Proprietățile termice ale materiei
Mărime (numele uzual)
Simbolul uzual
Ecuația de definire
Unitate SI
Dimensiune
Capacitate termică
C
C
=
∂
Q
/
∂
T
{\displaystyle C=\partial Q/\partial T}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Capacitate termică la presiune constantă
Cp
C
p
=
∂
H
/
∂
T
{\displaystyle C_{p}=\partial H/\partial T}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Capacitate termică masică la presiune constantă
cp
c
p
=
∂
2
Q
/
∂
m
∂
T
{\displaystyle c_{p}=\partial ^{2}Q/\partial m\partial T}
J⋅kg−1 ⋅K−1
L2 T−2 Θ−1
Capacitate termică molară la presiune constantă
Cnp
C
n
p
=
∂
2
Q
/
∂
n
∂
T
{\displaystyle C_{np}=\partial ^{2}Q/\partial n\partial T}
J⋅K−1 ⋅mol−1
ML2 T−2 Θ−1 N−1
Capacitate termică la volum constant
Cv
C
v
=
∂
U
/
∂
T
{\displaystyle C_{v}=\partial U/\partial T}
J⋅K−1
ML2 T−2 Θ−1
Capacitate termică masică la volum constant
cv
c
v
=
∂
2
Q
/
∂
m
∂
T
{\displaystyle c_{v}=\partial ^{2}Q/\partial m\partial T}
J⋅kg−1 ⋅K−1
L2 T−2 Θ−1
Capacitate termică molară la volum constant
Cnv
C
n
v
=
∂
2
Q
/
∂
n
∂
T
{\displaystyle C_{nv}=\partial ^{2}Q/\partial n\partial T}
J⋅K⋅−1 mol−1
ML2 T−2 Θ−1 N−1
Căldură latentă
QL
Q
L
=
∂
Q
/
∂
m
{\displaystyle Q_{L}=\partial Q/\partial m}
J⋅kg−1
L2 T−2
Coeficient de transformare adiabatică
γ
γ
=
C
p
/
C
v
=
c
p
/
c
v
=
C
n
p
/
C
n
v
{\displaystyle \gamma =C_{p}/C_{v}=c_{p}/c_{v}=C_{np}/C_{nv}}
1
1
Transmiterea căldurii
Mărime (numele uzual)
Simbolul uzual
Ecuația de definire
Unitate SI
Dimensiune
Gradient de temperatură
Fără simbol standard
∇
T
{\displaystyle \nabla T}
K⋅m−1
ΘL−1
Flux termic
Q
˙
{\displaystyle {\dot {Q}}}
Q
˙
=
d
Q
/
d
t
{\displaystyle {\dot {Q}}=\mathrm {d} Q/\mathrm {d} t}
W
ML2 T−3
Flux termic unitar
Q
˙
′
′
{\displaystyle {\dot {Q}}^{\prime \prime }}
Q
˙
′
′
=
d
Q
˙
/
d
A
{\displaystyle {\dot {Q}}^{\prime \prime }=\mathrm {d} {\dot {Q}}/\mathrm {d} A}
W⋅m−2
MT−3
Ecuații
Ecuațiile din acest articol sunt clasificate pe subiect.
Procese termodinamice
Tip
Ecuații
Izentropic (adiabatic și reversibil)
Q
=
0
,
Δ
U
=
−
L
{\displaystyle Q=0,\quad \Delta U=-L}
Pentru un gaz ideal
p
1
V
1
γ
=
p
2
V
2
γ
{\displaystyle p_{1}V_{1}^{\gamma }=p_{2}V_{2}^{\gamma }}
T
1
V
1
γ
−
1
=
T
2
V
2
γ
−
1
{\displaystyle T_{1}V_{1}^{\gamma -1}=T_{2}V_{2}^{\gamma -1}}
p
1
1
−
γ
T
1
γ
=
p
2
1
−
γ
T
2
γ
{\displaystyle p_{1}^{1-\gamma }T_{1}^{\gamma }=p_{2}^{1-\gamma }T_{2}^{\gamma }}
Izotermic
Δ
U
=
0
,
L
=
Q
{\displaystyle \Delta U=0,\quad L=Q}
Pentru un gaz ideal
L
=
k
T
N
ln
(
V
2
/
V
1
)
{\displaystyle L=kTN\ln(V_{2}/V_{1})}
L
=
n
R
T
ln
(
V
2
/
V
1
)
{\displaystyle L=nRT\ln(V_{2}/V_{1})}
Izobar
p 1 = p 2 , p = constant
L
=
p
Δ
V
,
Q
=
Δ
U
+
p
δ
V
{\displaystyle L=p\Delta V,\quad Q=\Delta U+p\delta V}
Izocor
V 1 = V 2 , V = constant
L
=
0
,
Q
=
Δ
U
{\displaystyle L=0,\quad Q=\Delta U}
Destindere liberă
Δ
U
=
0
{\displaystyle \Delta U=0}
Lucru mecanic efectuat la destinderea unui gaz
Proces
L
=
∫
V
1
V
2
p
d
V
{\displaystyle L=\int _{V_{1}}^{V_{2}}p\mathrm {d} V}
Lucru mecanic efectuat într-un ciclu
L
=
∮
c
i
c
l
u
p
d
V
=
∮
c
i
c
l
u
Δ
Q
{\displaystyle L=\oint _{\mathrm {ciclu} }p\mathrm {d} V=\oint _{\mathrm {ciclu} }\Delta Q}
Teoria cinetică a gazelor
Gazul ideal
Entropie
S
=
k
B
ln
Ω
{\displaystyle S=k_{\mathrm {B} }\ln \Omega }
, unde cu Ω este notat volumul macrostării în spațiul fazelor sau altfel spus, probabilitatea termodinamică.
d
S
=
δ
Q
T
{\displaystyle dS={\frac {\delta Q}{T}}}
, doar pentru procese reversibile
Fizică statistică
Mai jos sunt rezultate utile din distribuția Maxwell–Boltzmann (d ) pentru un gaz ideal și implicațiile cantității de entropie. Distribuția este valabilă pentru atomi sau molecule care constituie gaze ideale.
Noțiunea fizică
Simboluri
Ecuații
distribuția Maxwell–Boltzmann (d )
v = viteza atomului/moleculei,
m = masa unei molecule (în teoria cinetică toate moleculele sunt identice),
γ (p ) = Factorul Lorentz în funcție de impuls (v. mai jos)
Raportul dintre energia termică și cea de repaus a unei molecule:
θ
=
k
B
T
/
m
c
2
{\displaystyle \theta =k_{\mathrm {B} }T/mc^{2}}
K 2 este funcția Bessel de ordinul al doilea modificată.
Viteze nerelativiste
P
(
v
)
=
4
π
(
m
2
π
k
B
T
)
3
/
2
v
2
e
−
m
v
2
/
2
k
B
T
{\displaystyle P\left(v\right)=4\pi \left({\frac {m}{2\pi k_{\mathrm {B} }T}}\right)^{3/2}v^{2}e^{-mv^{2}/2k_{\mathrm {B} }T}}
Viteze relativiste (distribuția Maxwell–Jüttner)
f
(
p
)
=
1
4
π
m
3
c
3
θ
K
2
(
1
/
θ
)
e
−
γ
(
p
)
/
θ
{\displaystyle f(p)={\frac {1}{4\pi m^{3}c^{3}\theta K_{2}(1/\theta )}}e^{-\gamma (p)/\theta }}
Entropia logaritmică a densității stărilor (d )
Pi = probabilitatea sistemului de a fi în microstarea i
Ω = numărul total de microstări
S
=
−
k
B
∑
i
P
i
ln
P
i
=
k
B
ln
Ω
{\displaystyle S=-k_{\mathrm {B} }\sum _{i}P_{i}\ln P_{i}=k_{\mathrm {B} }\ln \Omega }
unde:
P
i
=
1
/
Ω
{\displaystyle P_{i}=1/\Omega }
Variația entropiei
Δ
S
=
∫
Q
1
Q
2
d
Q
T
{\displaystyle \Delta S=\int _{Q_{1}}^{Q_{2}}{\frac {\mathrm {d} Q}{T}}}
Δ
S
=
k
B
N
ln
V
2
V
1
+
N
C
v
ln
T
2
T
1
{\displaystyle \Delta S=k_{\mathrm {B} }N\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}+NC_{v}\ln {\frac {T_{2}}{T_{1}}}}
Forța entropică
F
S
=
−
T
∇
S
{\displaystyle \mathbf {F} _{\mathrm {S} }=-T\nabla S}
Teorema echipartiției (d )
d f = gradul de libertate
Energia cinetică medie pe grad de libertate
⟨
E
c
⟩
=
1
2
k
T
{\displaystyle \langle E_{\text{c}}\rangle ={\frac {1}{2}}kT}
Energia internă
U
=
d
f
⟨
E
c
⟩
=
d
f
2
k
T
{\displaystyle U=d_{\text{f}}\langle E_{\text{c}}\rangle ={\frac {d_{\text{f}}}{2}}kT}
Mai jos sunt corolare ale distribuției nerelativiste Maxwell–Boltzmann.
Noțiunea fizică
Simboluri
Ecuații
Viteza medie
⟨
v
⟩
=
8
k
B
T
π
m
{\displaystyle \langle v\rangle ={\sqrt {\frac {8k_{\mathrm {B} }T}{\pi m}}}}
Viteza pătratică medie
v
m
=
⟨
v
2
⟩
=
3
k
B
T
m
{\displaystyle v_{\mathrm {m} }={\sqrt {\langle v^{2}\rangle }}={\sqrt {\frac {3k_{\mathrm {B} }T}{m}}}}
Viteza modală
v
m
o
d
=
2
k
B
T
m
{\displaystyle v_{\mathrm {mod} }={\sqrt {\frac {2k_{\mathrm {B} }T}{m}}}}
Parcursul liber mediu (d )
σ = secțiunea transversală efectivă
n = densitatea volumică a numărului de particule țintă
ℓ
{\displaystyle \ell }
= parcursul liber mediu
ℓ
=
1
/
2
n
σ
{\displaystyle \ell =1/{\sqrt {2}}n\sigma }
Procese cvasistatice și reversibile
Pentru procesele cvasistatice și reversibile , principiul întâi al termodinamicii este:
d
U
=
δ
Q
−
δ
L
{\displaystyle dU=\delta Q-\delta L}
unde δQ este căldura intrată în sistem iar δL este lucrul mecanic efectuat de către (ieșit din ) sistem.
Potențiale termodinamice
Următoarele energii sunt numite potențiale termodinamice ,
Denumire
Simbol
Relație
Varuabile naturale
Energie internă
U
{\displaystyle U}
∫
(
T
d
S
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
)
{\displaystyle \int \left(T\,\mathrm {d} S-p\,\mathrm {d} V+\sum _{i}\mu _{i}\mathrm {d} N_{i}\right)}
S
,
V
,
{
N
i
}
{\displaystyle S,V,\{N_{i}\}}
Energie liberă (Helmholtz)
F
{\displaystyle F}
U
−
T
S
{\displaystyle U-TS}
T
,
V
,
{
N
i
}
{\displaystyle T,V,\{N_{i}\}}
Entalpie
H
{\displaystyle H}
U
+
p
V
{\displaystyle U+pV}
S
,
p
,
{
N
i
}
{\displaystyle S,p,\{N_{i}\}}
Entalpie liberă (Gibbs)
G
{\displaystyle G}
U
+
p
V
−
T
S
{\displaystyle U+pV-TS}
T
,
p
,
{
N
i
}
{\displaystyle T,p,\{N_{i}\}}
Potențial macrocanonic (Landau)
Ω
{\displaystyle \Omega }
,
Φ
G
{\displaystyle \Phi _{\text{G}}}
U
−
T
S
−
{\displaystyle U-TS-}
∑
i
{\displaystyle \sum _{i}\,}
μ
i
N
i
{\displaystyle \mu _{i}N_{i}}
T
,
V
,
{
μ
i
}
{\displaystyle T,V,\{\mu _{i}\}}
iar relațiile termodinamice fundamentale corespunzătoare sunt:[ 2]
Potențial
Derivata
Energie internă
d
U
(
S
,
V
,
N
i
)
=
T
d
S
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dU\left(S,V,{N_{i}}\right)=TdS-pdV+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Entalpie
d
H
(
S
,
p
,
N
i
)
=
T
d
S
+
V
d
p
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dH\left(S,p,{N_{i}}\right)=TdS+Vdp+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Energie liberă (Helmholtz)
d
F
(
T
,
V
,
N
i
)
=
−
S
d
T
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dF\left(T,V,{N_{i}}\right)=-SdT-pdV+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Entalpie liberă (Gibbs)
d
G
(
T
,
p
,
N
i
)
=
−
S
d
T
+
V
d
p
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dG\left(T,p,{N_{i}}\right)=-SdT+Vdp+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Relațiile Maxwell
Cele patru relații Maxwell obișnuite sunt:
Noțiunea fizică
Simboluri
Ecuații
Potențiale termodinamice ca funcții de variabilele lor naturale
U
(
S
,
V
)
{\displaystyle U(S,V)\,}
= Energie internă
H
(
S
,
P
)
{\displaystyle H(S,P)\,}
= Entalpie
F
(
T
,
V
)
{\displaystyle F(T,V)\,}
= Energie liberă (Helmholtz)
G
(
T
,
P
)
{\displaystyle G(T,P)\,}
= Entalpie liberă (Gibbs)
(
∂
T
∂
V
)
S
=
−
(
∂
p
∂
S
)
V
=
∂
2
U
∂
S
∂
V
{\displaystyle \left({\frac {\partial T}{\partial V}}\right)_{S}=-\left({\frac {\partial p}{\partial S}}\right)_{V}={\frac {\partial ^{2}U}{\partial S\partial V}}}
(
∂
T
∂
p
)
S
=
+
(
∂
V
∂
S
)
p
=
∂
2
H
∂
S
∂
p
{\displaystyle \left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{S}=+\left({\frac {\partial V}{\partial S}}\right)_{p}={\frac {\partial ^{2}H}{\partial S\partial p}}}
+
(
∂
S
∂
V
)
T
=
(
∂
p
∂
T
)
V
=
−
∂
2
F
∂
T
∂
V
{\displaystyle +\left({\frac {\partial S}{\partial V}}\right)_{T}=\left({\frac {\partial p}{\partial T}}\right)_{V}=-{\frac {\partial ^{2}F}{\partial T\partial V}}}
−
(
∂
S
∂
p
)
T
=
(
∂
V
∂
T
)
p
=
∂
2
G
∂
T
∂
p
{\displaystyle -\left({\frac {\partial S}{\partial p}}\right)_{T}=\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}={\frac {\partial ^{2}G}{\partial T\partial p}}}
Alte relații:
(
∂
S
∂
U
)
V
,
N
=
1
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial U}\right)_{V,N}={1 \over T}}
(
∂
S
∂
V
)
N
,
U
=
p
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial V}\right)_{N,U}={p \over T}}
(
∂
S
∂
N
)
V
,
U
=
−
μ
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial N}\right)_{V,U}=-{\mu \over T}}
(
∂
T
∂
S
)
V
=
T
C
v
{\displaystyle \left({\partial T \over \partial S}\right)_{V}={T \over C_{v}}}
(
∂
T
∂
S
)
p
=
T
C
p
{\displaystyle \left({\partial T \over \partial S}\right)_{p}={T \over C_{p}}}
−
(
∂
p
∂
V
)
T
=
1
V
K
T
{\displaystyle -\left({\partial p \over \partial V}\right)_{T}={1 \over {VK_{T}}}}
Alte ecuații cu derivate parțiale sunt:
Nume
H
U
G
Ecuații Gibbs–Helmholtz (d )
H
=
−
T
2
(
∂
(
G
/
T
)
∂
T
)
p
{\displaystyle H=-T^{2}\left({\frac {\partial \left(G/T\right)}{\partial T}}\right)_{p}}
U
=
−
T
2
(
∂
(
F
/
T
)
∂
T
)
V
{\displaystyle U=-T^{2}\left({\frac {\partial \left(F/T\right)}{\partial T}}\right)_{V}}
G
=
−
V
2
(
∂
(
F
/
V
)
∂
V
)
T
{\displaystyle G=-V^{2}\left({\frac {\partial \left(F/V\right)}{\partial V}}\right)_{T}}
(
∂
H
∂
p
)
T
=
V
−
T
(
∂
V
∂
T
)
P
{\displaystyle \left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{T}=V-T\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{P}}
(
∂
U
∂
V
)
T
=
T
(
∂
p
∂
T
)
V
−
p
{\displaystyle \left({\frac {\partial U}{\partial V}}\right)_{T}=T\left({\frac {\partial p}{\partial T}}\right)_{V}-p}
Proprietăți cuantice
U
=
N
k
B
T
2
(
∂
ln
Z
∂
T
)
V
{\displaystyle U=Nk_{\mathrm {B} }T^{2}\left({\frac {\partial \ln Z}{\partial T}}\right)_{V}}
S
=
U
T
+
N
k
B
ln
Z
−
N
k
ln
N
+
N
k
{\displaystyle S={\frac {U}{T}}+Nk_{\mathrm {B} }\ln Z-Nk\ln N+Nk}
particule care nu se pot distinge
unde h este constanta Planck , I este momentul de inerție și Z este funcția de partiție (d ) , sub diferite forme:
Proprietăți termice ale materiei
Coeficienți
Ecuație
Coeficientul Joule-Thomson
μ
J
T
=
(
∂
T
∂
p
)
H
{\displaystyle \mu _{JT}=\left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}}
Compresibilitate (la temperatură constantă)
K
T
=
−
1
V
(
∂
V
∂
p
)
T
,
N
{\displaystyle K_{T}=-{1 \over V}\left({\partial V \over \partial p}\right)_{T,N}}
Coeficient de dilatare termică (la presiune constantă)
α
p
=
1
V
(
∂
V
∂
T
)
p
{\displaystyle \alpha _{p}={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}}
Capacitate termică (la presiune constantă)
C
p
=
(
∂
Q
r
e
v
∂
T
)
p
=
(
∂
U
∂
T
)
p
+
p
(
∂
V
∂
T
)
p
=
(
∂
H
∂
T
)
p
=
T
(
∂
S
∂
T
)
p
{\displaystyle C_{p}=\left({\partial Q_{rev} \over \partial T}\right)_{p}=\left({\partial U \over \partial T}\right)_{p}+p\left({\partial V \over \partial T}\right)_{p}=\left({\partial H \over \partial T}\right)_{p}=T\left({\partial S \over \partial T}\right)_{p}}
Capacitate termică (la volum constant)
C
v
=
(
∂
Q
r
e
v
∂
T
)
V
=
(
∂
U
∂
T
)
V
=
T
(
∂
S
∂
T
)
V
{\displaystyle C_{v}=\left({\partial Q_{rev} \over \partial T}\right)_{V}=\left({\partial U \over \partial T}\right)_{V}=T\left({\partial S \over \partial T}\right)_{V}}
Derivarea capacității termice (la presiune constantă)
Deoarece
(
∂
T
∂
p
)
H
(
∂
p
∂
H
)
T
(
∂
H
∂
T
)
p
=
−
1
{\displaystyle \left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}\left({\frac {\partial p}{\partial H}}\right)_{T}\left({\frac {\partial H}{\partial T}}\right)_{p}=-1}
(
∂
T
∂
p
)
H
=
−
(
∂
H
∂
p
)
T
(
∂
T
∂
H
)
p
=
−
1
(
∂
H
∂
T
)
p
(
∂
H
∂
p
)
T
{\displaystyle {\begin{aligned}\left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}&=-\left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{T}\left({\frac {\partial T}{\partial H}}\right)_{p}\\&={\frac {-1}{\left({\frac {\partial H}{\partial T}}\right)_{p}}}\left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{T}\end{aligned}}}
C
p
=
(
∂
H
∂
T
)
p
{\displaystyle C_{p}=\left({\frac {\partial H}{\partial T}}\right)_{p}}
⇒
(
∂
T
∂
p
)
H
=
−
1
C
p
(
∂
H
∂
p
)
T
{\displaystyle \Rightarrow \left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}=-{\frac {1}{C_{p}}}\left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{T}}
Transmiterea căldurii
Randament și eficiență
Noțiunea fizică
Simboluri
Ecuații
Motoare termice
η = randament termic
L = lucrul mecanic efectuat de motor
Q = căldura primită de la sursa caldă
Q 0 = căldura cedată sursei reci
T = temperatura sursei calde
T 0 = temperatura sursei reci
Motor termic:
η
=
L
Q
{\displaystyle \eta ={\frac {L}{Q}}}
Randamentul Carnot:
η
c
=
1
−
|
Q
0
|
Q
=
1
−
T
0
T
{\displaystyle \eta _{\text{c}}=1-{\frac {|Q_{0}|}{Q}}=1-{\frac {T_{0}}{T}}}
Mașină frigorifică
ε = eficiență
Eficiența răcirii
ϵ
=
Q
0
|
L
|
{\displaystyle \epsilon ={\frac {Q_{0}}{|L|}}}
Eficiența Carnot
ϵ
C
=
Q
0
|
Q
|
−
Q
0
=
T
0
T
−
T
0
{\displaystyle \epsilon _{\text{C}}={\frac {Q_{0}}{|Q|-Q_{0}}}={\frac {T_{0}}{T-T_{0}}}}
Note
^ en Keenan, Thermodynamics , Wiley, New York, 1947
^ en Atkins, P.W., Physical chemistry , Oxford University Press, 1978, ISBN: 0 19 855148 7
Bibliografie
en Atkins, Peter and de Paula, Julio Physical Chemistry , 7th edition, W.H. Freeman and Company, 2002 ISBN: 0-7167-3539-3 .
Chapters 1–10, Part 1: "Equilibrium".
en Bridgman, P. W. (1 martie 1914 ). „A Complete Collection of Thermodynamic Formulas” . Physical Review . American Physical Society (APS). 3 (4): 273–281. doi :10.1103/physrev.3.273 . ISSN 0031-899X .
en Landsberg, Peter T., Thermodynamics and Statistical Mechanics , New York: Dover Publications, Inc., 1990. (reprinted from Oxford University Press, 1978).
en Lewis, G.N., and Randall, M., "Thermodynamics", 2nd Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, 1961.
en Reichl, L.E. , A Modern Course in Statistical Physics , 2nd edition, New York: John Wiley & Sons, 1998.
en Schroeder, Daniel V. Thermal Physics . San Francisco: Addison Wesley Longman, 2000 ISBN: 0-201-38027-7 .
en Silbey, Robert J., et al. Physical Chemistry , 4th ed. New Jersey: Wiley, 2004.
en Callen, Herbert B. (1985). Thermodynamics and an Introduction to Themostatistics , 2nd edition, New York: John Wiley & Sons.
Vezi și
Legături externe