Termodinamica de echilibru

Deși acest articol conține o listă de referințe bibliografice, sursele sale rămân neclare deoarece îi lipsesc notele de subsol. Puteți ajuta introducând citări mai precise ale surselor. Întrucât este un articol tradus, a se vedea pagina de discuție, iar articolul de origine nu are nici el note de subsol, puteți ajuta și supraveghind acel articol, iar când acolo apar note de subsol, copiați-le și aici.

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică de echilibru / de neechilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru radiativ termic Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h h-x
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Capacitate termică masică  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Coeficient de compresibilitate  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Coeficient de dilatare volumică  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legile gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: ${\displaystyle U(S,V)}$ Energie liberă: ${\displaystyle F(T,V)=U-TS}$ Entalpie: ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Entalpie liberă: ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Istoria perpetuum mobile Filozofie Entropia ca disipare Entropie și timp Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Inquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie
v d m

Termodinamica de echilibru este ramura termodinamicii care se ocupă cu studiul transformărilor materiei și energiei în sisteme în echilibru termodinamic. Cuvântul „echilibru” implică o stare de echilibru. La origine, termodinamica de echilibru provine din analiza ciclului Carnot. Aici, un sistem, format dintr-un cilindru cu gaz, inițial în stare de echilibru termodinamic, este dezechilibrat prin introducerea de căldură (presupusă o reacție de ardere). Apoi, printr-o serie de pași, pe măsură ce sistemul revine la starea sa inițială de echilibru, se obține lucrul mecanic.

Într-o stare de echilibru, potențialele (forțele motrice) din cadrul sistemului sunt în echilibru perfect. O aplicație esențială a termodinamicii de echilibru se formulează astfel: fiind dat un sistem într-o stare inițială bine definită de echilibru termodinamic, supus unor constrângeri specificate cu precizie, când constrângerile sunt modificate de o intervenție externă să se calculeze care va fi starea sistemului odată ce acesta a atins un nou echilibru. O stare de echilibru este constatată matematic prin obținerea extremelor unei funcții de potențial termodinamic, a cărei natură depinde de constrângerile impuse sistemului. De exemplu, o reacție chimică la temperatură și presiune constantă va atinge echilibrul la un minim al entalpiei libere (Gibbs) a componentelor sale și un maxim al entropiei.

Termodinamica de echilibru diferă de termodinamica de neechilibru, prin aceea că la aceasta din urmă de obicei starea sistemului supus investigației nu va fi uniformă, ci va varia local cu privire la distribuțiile de energie, entropie și temperatură pe măsură ce se impun gradienții prin fluxuri termodinamice disipative. Prin contrast, în termodinamica de echilibru starea sistemului va fi considerată uniformă peste tot, definită macroscopic prin cantități precum temperatura, presiunea sau volumul. Sistemele sunt studiate în funcție de schimbările de la o stare de echilibru la alta; o astfel de modificare se numește proces termodinamic.