Definiții:
Stări de agregare:
Sisteme:
Sistem deschis:
Sistem închis:
Sistem izolat:
Stări de echilibru:
Variabile de stare:
Dacă doriți să descrieți un sistem, aveți nevoie de dimensiuni. Deoarece nu contează în ce mod au fost create valorile variabilelor individuale și acestea depind doar de condiția respectivă luată în considerare, aceste variabile se numesc variabile de stare. În termodinamică se descrie un sistem de ex. după variabilele de stare: presiunea p, volumul V, cantitatea de substanță n și temperatura T.
Variabilele de stare sunt împărțite în două grupuri:
intens: Ele sunt independente de cantitatea de substanță. Asta înseamnă că, de ex. 5 mol din substanța eliminată din sistem, acestea păstrează în continuare aceeași valoare. Temperatura și presiunea sunt variabile intensive. Dacă eliminați de ex. 5 mol de gaz cald de 25 ° C, apoi restul este încă cald de 25 ° C.
extensiv: Aceste dimensiuni depind de cantitatea de substanță, adică dacă suma de ex. reduse la jumătate, atunci și valorile lor se schimbă în consecință. Cantitățile mari sunt volumul, cantitatea de substanță și masa.
Dacă se împarte cantități mari de cantitatea de substanță, se obțin cantități intensive. Volumul de ex. împărțit la cantitatea de substanță, este V/n și se numește volum molar.
Pentru a putea descrie un sistem, este nevoie macar o dimensiune intensă și extinsă.
Ecuația de stare:
Dacă modificați o variabilă de stare într-un sistem, atunci se schimbă și una sau mai multe dintre celelalte. Aceasta se exprimă prin ceea ce este cunoscut sub numele de ecuație de stare, care descrie relațiile dintre variabilele de stare individuale presiunea p, volumul V, temperatura T și cantitatea de substanță n. Un exemplu în acest sens sunt legile privind gazele Gay-Lussac și Boyle-Mariotte. Dependențele dintre variabilele de stare sunt adesea prezentate în așa-numitele diagrame de stare.
Energia internă U este, de asemenea, o ecuație de stare (vezi prima lege). Când un sistem închis (cu presiune constantă și temperatură constantă) se schimbă de la o stare A la o stare B, schimbarea energiei interne D U este întotdeauna aceeași, indiferent de cât de complicat este să ajungi la starea B.
procese termodinamice:
Procesele termodinamice sunt procesele care se întâmplă într-un sistem atunci când una sau mai multe variabile de stare s-au schimbat sau au fost modificate. De obicei forțezi una dintre dimensiuni să rămână la fel. Deoarece există trei variabile care se influențează reciproc (presiunea p, volumul V și temperatura T), se poate vedea direct modul în care variabila modificată afectează doar una dintre celelalte și, dacă este necesar, să afle relații matematice.
În funcție de care dintre cele trei variabile este menținută constantă, procesele sunt împărțite în:
- izotermic: Temperatura sistemului este menținută la fel
- izobaric: Presiunea rămâne aceeași
- izocoric: Volumul rămâne același