Основные законы и понятия термодинамики
Базовые понятия
1. Термодинамическая система — совокупность тел, находящихся во взаимодействии между собой и с внешней средой.
2. Внутренняя энергия (U) — сумма кинетической и потенциальной энергии частиц, составляющих систему.
3. Теплота (Q) — количество энергии, переданной системе или отданной ею в результате теплообмена.
4. Работа (A) — энергия, переданная системе или от системы в результате совершения работы силами давления.
5. Температура (T) — мера средней кинетической энергии частиц.
6. Энтропия (S) — мера беспорядка или вероятности определённого состояния системы.
Законы термодинамики
0-й закон
Если две системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то они находятся в равновесии и друг с другом.
1-й закон (Закон сохранения энергии)
Формулировка: Изменение внутренней энергии системы равно количеству тепла, переданному системе, плюс работа, совершенная над системой.
ΔU = Q + A
2-й закон
Формулировка: Процессы в изолированной системе идут в направлении увеличения энтропии. Теплота не может самопроизвольно переходить от холодного тела к горячему.
3-й закон (Теорема Нернста)
При достижении температуры, близкой к абсолютному нулю, энтропия любой системы стремится к постоянной величине, не зависящей от других параметров.
Типы процессов
1. Изохорный процесс — процесс при постоянном объёме (V = const).
2. Изобарный процесс — процесс при постоянном давлении (P = const).
3. Изотермический процесс — процесс при постоянной температуре (T = const).
4. Адиабатный процесс — процесс без теплообмена с окружающей средой (Q = 0).