Concepte în termodinamică

Acesta este un scurt rezumat și o colecţie a conceptelor majore în termodinamică.

U reprezintă energia internă, T este temperatura, S entropia, P presiunea, V volumul, ρ densitatea, F energia liberă Helmholtz, H entalpia, G energia liberă Gibbs, μ potențialul chimic, și N numărul de particule.

Această discuție este doar despre sisteme în echilibru.

Substanțe care se pot descrie doar prin temperatură

Radiația corp negru este un exemplu. Motivul este pentru că numărul de fotoni nu este conservat. Starea este complet descrisă de temperatură, cu excepția tranzițiilor de fază și, probabil, ruperea spontană de simetrie în faza ordonată. Fiind dată energia internă funcție de temperatură, putem defini

F = U – TS

Substanțe care se pot descrie doar prin temperatură și presiune

Cele mai multe substanțe nemagnetice „pure” se încadrează în această categorie. Această stare este complet descrisă de temperatură și presiune, cu excepția tranzițiilor de fază și, probabil, ruperea spontană de simetrie în faza ordonată. Având U și V (sau densitatea ρ) în funcție de T și P, putem defini energia Helmholtz ca și înainte, și energia Gibbs ca

G = U – TS + PV

 și entalpia ca

H = U + PV

Substanțe care se pot descrie prin temperatură, presiune şi potenţial chimic

Dacă există mai mult de un tip de atomi/molecule, o substanță intră în această categorie. Această stare este complet descrisă de temperatură, presiune și potenţial chimic, cu excepția cazului tranzițiilor de fază și, probabil, ruperea spontană de simetrie în faza ordonată.

Substanțe care se pot descrie prin temperatură şi câmp magnetic

Dacă o substanță este un feromagnet sau un supraconductor, de exemplu, se încadrează în această categorie. Acestea sunt complet descrise de temperatură și câmp magnetic, cu excepția cazului tranzițiilor de fază și, probabil, ruperea spontană de simetrie în faza ordonată.

PDF: https://www.telework.ro/ro/sisteme-si-stari-termodinamice/