Равновесная термодинамика - Equilibrium thermodynamics

Термодинамика
Классический тепловой двигатель Карно
ветви Классический Статистическая Химическая Квантовая термодинамика Равновесие  / Неравновесие
Законы Zeroth Первый Второй Третий
Системы государство Уравнение состояния Идеальный газ Настоящий газ Состояние вопроса Равновесие Контрольный объем Инструменты Процессы Изобарический Изохорический Изотермический Адиабатический Изэнтропический Изентальпический Квазистатический Политропный Бесплатное расширение Обратимость Необратимость Необратимость Циклы Тепловые двигатели Тепловые насосы Тепловая эффективность
Свойства системы Примечание: Сопряженные переменные в курсивом Диаграммы свойств Интенсивные и обширные свойства Функции процесса работай Высокая температура Функции государства Температура  / энтропия  ( введение ) Давление  / Объем Химический потенциал  / число частиц Качество пара Сниженные свойства
Свойства материала Базы данных недвижимости Удельная теплоемкость  ${\ displaystyle c =}$ ${\ displaystyle T}$ ${\ displaystyle \ partial S}$ ${\ displaystyle N}$ ${\ displaystyle \ partial T}$ Сжимаемость  ${\ displaystyle \ beta = -}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ partial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ partial p}$ Термическое расширение  ${\ Displaystyle \ альфа =}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ partial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ partial T}$
Уравнения Теорема Карно Теорема Клаузиуса Фундаментальное отношение Закон идеального газа Максвелл отношения Взаимные отношения Онзагера Уравнения Бриджмена Таблица термодинамических уравнений
Потенциал Свободная энергия Свободная энтропия
История Культура История Общее Энтропия Газовые законы Машины "вечный двигатель" Философия Энтропия и время Энтропия и жизнь Броуновская трещотка Демон Максвелла Парадокс тепловой смерти Парадокс лошмидта Синергетика Теории Теория калорийности Теория тепла Vis viva («живая сила») Механический эквивалент тепла Сила мотивации Ключевые публикации " Экспериментальное исследование ... тепла " « О равновесии гетерогенных веществ » « Размышления о движущей силе огня » Сроки Термодинамика Тепловые двигатели Искусство Образование Термодинамическая поверхность Максвелла Энтропия как рассеивание энергии
Ученые Бернулли Больцман Карно Клапейрон Клаузиус Каратеодори Duhem Гиббс фон Гельмгольц Джоуль Максвелл фон Майер Онсагер Ренкин Смитон Шталь Томпсон Томсон ван дер Ваальс Waterston
Книга Категория
v т е

Равновесная термодинамика - это систематическое изучение преобразований материи и энергии в системах с точки зрения концепции, называемой термодинамическим равновесием . Слово равновесие подразумевает состояние баланса. Равновесная термодинамика, по сути, происходит из анализа цикла Карно . Здесь, как правило, система, такая как газовый баллон, первоначально находящаяся в собственном состоянии внутреннего термодинамического равновесия, выходит из равновесия из-за тепловложения в результате реакции сгорания . Затем, через серию шагов, по мере того, как система достигает своего окончательного состояния равновесия, извлекается работа.

В состоянии равновесия потенциалы или движущие силы внутри системы находятся в точном балансе. Главная цель в равновесной термодинамике: дана система в хорошо определенном начальном состоянии в термодинамическом равновесии , при условии , чтобы точно заданных ограничения, для вычисления, когда ограничения были изменены с помощью внешнего наложенного вмешательства , что состояние системы будет как только он достигнет нового равновесия. Состояние равновесия устанавливается математически путем поиска экстремумов термодинамической потенциальной функции, природа которой зависит от ограничений, наложенных на систему. Например, химическая реакция при постоянной температуре и давлении будет достигать равновесия при минимуме свободной энергии Гиббса компонентов и максимуме их энтропии .

Равновесная термодинамика отличается от неравновесной термодинамики тем , что с последней состояние исследуемой системы обычно не будет однородным, а будет локально варьироваться в таких, как распределение энергии, энтропии и температуры, поскольку градиенты налагаются диссипативными термодинамическими потоками. . В равновесной термодинамике, напротив, состояние системы будет считаться однородным повсюду, определяемым макроскопически такими величинами, как температура, давление или объем. Системы изучаются с точки зрения перехода от одного состояния равновесия к другому; такое изменение называется термодинамическим процессом .

Геометрия Руппайнера - это тип информационной геометрии, используемый для изучения термодинамики. В нем утверждается, что термодинамические системы могут быть представлены римановой геометрией , и что статистические свойства могут быть получены из модели. Эта геометрическая модель основана на идее, что существуют состояния равновесия, которые могут быть представлены точками на двумерной поверхности, а расстояние между этими состояниями равновесия связано с колебаниями между ними.

Смотрите также

• Неравновесная термодинамика
• Термодинамика

Ссылки

• Адкинс, CJ (1983). Равновесная термодинамика, 3-е изд . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
• Ценгель Ю. и Болес М. (2002). Термодинамика - инженерный подход, 4-е изд. (учебник). Нью-Йорк: Макгроу Хилл.
• Кондепуди Д. и Пригожин И. (2004). Современная термодинамика - от тепловых двигателей до диссипативных структур (учебник). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья.
• Перро, П. (1998). От А до Я термодинамики (словарь). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.