Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Thermodynamics
Общие термодинамические уравнения и величины в термодинамике , используя математические обозначения , выглядят следующим образом:
Определения [ править ]
Многие из приведенных ниже определений также используются в термодинамике химических реакций .
Общие основные величины [ править ]
Количество (общее имя/а)
(Общий) Символ/ы
Единицы СИ
Измерение
Количество молекул
Н
безразмерный
безразмерный
Количество родинок
н
моль
[Н]
Температура
Т
К
[Т]
Тепловая энергия
К, К
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Скрытая теплота
К Л
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
производные величины Общие
Количество (общее имя/а)
(Общий) Символ/ы
Определение уравнения
Единицы СИ
Измерение
Термодинамическая бета , обратная температура
б
β
=
1
/
k
B
T
{\displaystyle \beta =1/k_{B}T\,\!}
Дж −1
[Т] 2 [М] −1 [Л] −2
Термодинамическая температура
т
τ
=
k
B
T
{\displaystyle \tau =k_{B}T\,\!}
τ
=
k
B
(
∂
U
/
∂
S
)
N
{\displaystyle \tau =k_{B}\left(\partial U/\partial S\right)_{N}\,\!}
1
/
τ
=
1
/
k
B
(
∂
S
/
∂
U
)
N
{\displaystyle 1/\tau =1/k_{B}\left(\partial S/\partial U\right)_{N}\,\!}
Дж
[М] [Л] 2 [Т] −2
Энтропия
С
S
=
−
k
B
∑
i
p
i
ln
p
i
{\displaystyle S=-k_{B}\sum _{i}p_{i}\ln p_{i}}
S
=
−
(
∂
F
/
∂
T
)
V
{\displaystyle S=-\left(\partial F/\partial T\right)_{V}\,\!}
,
S
=
−
(
∂
G
/
∂
T
)
N
,
P
{\displaystyle S=-\left(\partial G/\partial T\right)_{N,P}\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Давление
п
P
=
−
(
∂
F
/
∂
V
)
T
,
N
{\displaystyle P=-\left(\partial F/\partial V\right)_{T,N}\,\!}
P
=
−
(
∂
U
/
∂
V
)
S
,
N
{\displaystyle P=-\left(\partial U/\partial V\right)_{S,N}\,\!}
Хорошо
МЛ −1 Т −2
Внутренняя энергия
В
U
=
∑
i
E
i
{\displaystyle U=\sum _{i}E_{i}\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Энтальпия
ЧАС
H
=
U
+
p
V
{\displaystyle H=U+pV\,\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Функция раздела
С
безразмерный
безразмерный
Свободная энергия Гиббса
г
G
=
H
−
T
S
{\displaystyle G=H-TS\,\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Химический потенциал (из
компонент i в смеси)
мкм я
μ
i
=
(
∂
U
/
∂
N
i
)
N
j
≠
i
,
S
,
V
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial U/\partial N_{i}\right)_{N_{j\neq i},S,V}\,\!}
μ
i
=
(
∂
F
/
∂
N
i
)
T
,
V
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial F/\partial N_{i}\right)_{T,V}\,\!}
, где F не пропорциональна N, поскольку µ i зависит от давления.
μ
i
=
(
∂
G
/
∂
N
i
)
T
,
P
{\displaystyle \mu _{i}=\left(\partial G/\partial N_{i}\right)_{T,P}\,\!}
, где G пропорционален N (пока молярное соотношение состава системы остается прежним), поскольку µ i зависит только от температуры, давления и состава.
μ
i
/
τ
=
−
1
/
k
B
(
∂
S
/
∂
N
i
)
U
,
V
{\displaystyle \mu _{i}/\tau =-1/k_{B}\left(\partial S/\partial N_{i}\right)_{U,V}\,\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Свободная энергия Гельмгольца
А, Ф
F
=
U
−
T
S
{\displaystyle F=U-TS\,\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Потенциал Ландау , Свободная энергия Ландау, Грандиозный потенциал
Ох , Ф Г
Ω
=
U
−
T
S
−
μ
N
{\displaystyle \Omega =U-TS-\mu N\,\!}
Дж
[М][Л] 2 [Т] −2
Потенциал Масье, свободная энтропия Гельмгольца
Фи
Φ
=
S
−
U
/
T
{\displaystyle \Phi =S-U/T\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Планковский потенциал, свободная энтропия Гиббса
Икс
Ξ
=
Φ
−
p
V
/
T
{\displaystyle \Xi =\Phi -pV/T\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Тепловые свойства материи [ править ]
Количество (общее название/я)
(Общий) символ/ы
Определение уравнения
единицы СИ
Измерение
Общая тепло/тепловая мощность
С
C
=
∂
Q
/
∂
T
{\displaystyle C=\partial Q/\partial T\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Теплоемкость (изобарная)
С п
C
p
=
∂
H
/
∂
T
{\displaystyle C_{p}=\partial H/\partial T\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Удельная теплоемкость (изобарная)
С мп.
C
m
p
=
∂
2
Q
/
∂
m
∂
T
{\displaystyle C_{mp}=\partial ^{2}Q/\partial m\partial T\,\!}
Дж кг −1 К −1
[Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Молярная удельная теплоемкость (изобарная)
С нп
C
n
p
=
∂
2
Q
/
∂
n
∂
T
{\displaystyle C_{np}=\partial ^{2}Q/\partial n\partial T\,\!}
Дж.К. −1 моль −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1 [Н] −1
Теплоемкость (изохорная/объемная)
РЕЗЮМЕ
C
V
=
∂
U
/
∂
T
{\displaystyle C_{V}=\partial U/\partial T\,\!}
Дж.К. −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Удельная теплоемкость (изохорная)
С мВ
C
m
V
=
∂
2
Q
/
∂
m
∂
T
{\displaystyle C_{mV}=\partial ^{2}Q/\partial m\partial T\,\!}
Дж кг −1 К −1
[Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Молярная удельная теплоемкость (изохорная)
С нВ
C
n
V
=
∂
2
Q
/
∂
n
∂
T
{\displaystyle C_{nV}=\partial ^{2}Q/\partial n\partial T\,\!}
Дж.К. −1 моль −1
[М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1 [Н] −1
Удельная скрытая теплота
л
L
=
∂
Q
/
∂
m
{\displaystyle L=\partial Q/\partial m\,\!}
Дж кг −1
[Л] 2 [Т] −2
Отношение изобарной к изохорной теплоемкости, коэффициент теплоемкости , показатель адиабаты, Лапласа коэффициент
с
γ
=
C
p
/
C
V
=
c
p
/
c
V
=
C
m
p
/
C
m
V
{\displaystyle \gamma =C_{p}/C_{V}=c_{p}/c_{V}=C_{mp}/C_{mV}\,\!}
безразмерный
безразмерный
Термотрансфер [ править ]
Количество (общее название/я)
(Общий) символ/ы
Определение уравнения
единицы СИ
Измерение
Градиент температуры
Нет стандартного символа
∇
T
{\displaystyle \nabla T\,\!}
К м −1
[Θ][Л] −1
Скорость теплопроводности, тепловой ток, тепловой/ тепловой поток , передача тепловой энергии
п
P
=
d
Q
/
d
t
{\displaystyle P=\mathrm {d} Q/\mathrm {d} t\,\!}
W = Дж с −1
[М] [Л] 2 [Т] −3
Тепловая интенсивность
я
I
=
d
P
/
d
A
{\displaystyle I=\mathrm {d} P/\mathrm {d} A}
Вт м −2
[М] [Т] −3
Плотность теплового/теплового потока (векторный аналог тепловой интенсивности выше)
д
Q
=
∬
q
⋅
d
S
d
t
{\displaystyle Q=\iint \mathbf {q} \cdot \mathrm {d} \mathbf {S} \mathrm {d} t\,\!}
Вт м −2
[М] [Т] −3
Уравнения в этой статье классифицированы по темам.
Термодинамические процессы [ править ]
Физическая ситуация
Уравнения
Изэнтропический процесс (адиабатический и обратимый)
Q
=
0
,
Δ
U
=
−
W
{\displaystyle Q=0,\quad \Delta U=-W\,\!}
Для идеального газа
p
1
V
1
γ
=
p
2
V
2
γ
{\displaystyle p_{1}V_{1}^{\gamma }=p_{2}V_{2}^{\gamma }\,\!}
T
1
V
1
γ
−
1
=
T
2
V
2
γ
−
1
{\displaystyle T_{1}V_{1}^{\gamma -1}=T_{2}V_{2}^{\gamma -1}\,\!}
p
1
1
−
γ
T
1
γ
=
p
2
1
−
γ
T
2
γ
{\displaystyle p_{1}^{1-\gamma }T_{1}^{\gamma }=p_{2}^{1-\gamma }T_{2}^{\gamma }\,\!}
Изотермический процесс
Δ
U
=
0
,
W
=
Q
{\displaystyle \Delta U=0,\quad W=Q\,\!}
Для идеального газа
W
=
k
T
N
ln
(
V
2
/
V
1
)
{\displaystyle W=kTN\ln(V_{2}/V_{1})\,\!}
W
=
n
R
T
ln
(
V
2
/
V
1
)
{\displaystyle W=nRT\ln(V_{2}/V_{1})\,\!}
Изобарный процесс
р 1 = р 2 , р = константа
W
=
p
Δ
V
,
Q
=
Δ
U
+
p
δ
V
{\displaystyle W=p\Delta V,\quad Q=\Delta U+p\delta V\,\!}
Изохорный процесс
V 1 = V 2 , V = константа
W
=
0
,
Q
=
Δ
U
{\displaystyle W=0,\quad Q=\Delta U\,\!}
Бесплатное расширение
Δ
U
=
0
{\displaystyle \Delta U=0\,\!}
Работа, совершаемая расширяющимся газом
Процесс
W
=
∫
V
1
V
2
p
d
V
{\displaystyle W=\int _{V_{1}}^{V_{2}}p\mathrm {d} V\,\!}
Чистая работа, выполненная в циклических процессах
W
=
∮
c
y
c
l
e
p
d
V
=
∮
c
y
c
l
e
Δ
Q
{\displaystyle W=\oint _{\mathrm {cycle} }p\mathrm {d} V=\oint _{\mathrm {cycle} }\Delta Q\,\!}
Кинетическая теория [ править ]
Идеальный газ [ править ]
S
=
k
B
ln
Ω
{\displaystyle S=k_{\mathrm {B} }\ln \Omega }
, где k B — постоянная Больцмана , а Ω обозначает объём макросостояния в фазовом пространстве или иначе называемую термодинамической вероятностью.
d
S
=
δ
Q
T
{\displaystyle dS={\frac {\delta Q}{T}}}
, только для обратимых процессов
Статистическая физика
Ниже приведены полезные результаты из распределения Максвелла – Больцмана для идеального газа, а также значения величины энтропии. Распределение справедливо для атомов или молекул, составляющих идеальные газы.
Физическая ситуация
Номенклатура
Уравнения
Распределение Максвелла – Больцмана
v = скорость атома/молекулы,
m = масса каждой молекулы (в кинетической теории все молекулы одинаковы),
γ ( p ) = фактор Лоренца как функция импульса (см. ниже)
Отношение тепловой энергии к массе-энергии покоя каждой молекулы:
θ
=
k
B
T
/
m
c
2
{\displaystyle \theta =k_{B}T/mc^{2}\,\!}
K 2 – модифицированная функция Бесселя второго рода.
Нерелятивистские скорости
P
(
v
)
=
4
π
(
m
2
π
k
B
T
)
3
/
2
v
2
e
−
m
v
2
/
2
k
B
T
{\displaystyle P\left(v\right)=4\pi \left({\frac {m}{2\pi k_{B}T}}\right)^{3/2}v^{2}e^{-mv^{2}/2k_{B}T}\,\!}
Релятивистские скорости (распределение Максвелла-Юттнера)
f
(
p
)
=
1
4
π
m
3
c
3
θ
K
2
(
1
/
θ
)
e
−
γ
(
p
)
/
θ
{\displaystyle f(p)={\frac {1}{4\pi m^{3}c^{3}\theta K_{2}(1/\theta )}}e^{-\gamma (p)/\theta }}
Энтропия Логарифм плотности состояний
P i = вероятность системы в микросостоянии i
Ω = общее количество микросостояний
S
=
−
k
B
∑
i
P
i
ln
P
i
=
k
B
ln
Ω
{\displaystyle S=-k_{B}\sum _{i}P_{i}\ln P_{i}=k_{\mathrm {B} }\ln \Omega \,\!}
где:
P
i
=
1
/
Ω
{\displaystyle P_{i}=1/\Omega \,\!}
Изменение энтропии
Δ
S
=
∫
Q
1
Q
2
d
Q
T
{\displaystyle \Delta S=\int _{Q_{1}}^{Q_{2}}{\frac {\mathrm {d} Q}{T}}\,\!}
Δ
S
=
k
B
N
ln
V
2
V
1
+
N
C
V
ln
T
2
T
1
{\displaystyle \Delta S=k_{B}N\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}+NC_{V}\ln {\frac {T_{2}}{T_{1}}}\,\!}
Энтропийная сила
F
S
=
−
T
∇
S
{\displaystyle \mathbf {F} _{\mathrm {S} }=-T\nabla S\,\!}
Теорема о равнораспределении
d f = степень свободы
Средняя кинетическая энергия на степень свободы
⟨
E
k
⟩
=
1
2
k
T
{\displaystyle \langle E_{\mathrm {k} }\rangle ={\frac {1}{2}}kT\,\!}
Внутренняя энергия
U
=
d
f
⟨
E
k
⟩
=
d
f
2
k
T
{\displaystyle U=d_{f}\langle E_{\mathrm {k} }\rangle ={\frac {d_{f}}{2}}kT\,\!}
Следствия нерелятивистского распределения Максвелла – Больцмана приведены ниже.
Физическая ситуация
Номенклатура
Уравнения
Средняя скорость
⟨
v
⟩
=
8
k
B
T
π
m
{\displaystyle \langle v\rangle ={\sqrt {\frac {8k_{B}T}{\pi m}}}\,\!}
Среднеквадратическая скорость
v
r
m
s
=
⟨
v
2
⟩
=
3
k
B
T
m
{\displaystyle v_{\mathrm {rms} }={\sqrt {\langle v^{2}\rangle }}={\sqrt {\frac {3k_{B}T}{m}}}\,\!}
Модальная скорость
v
m
o
d
e
=
2
k
B
T
m
{\displaystyle v_{\mathrm {mode} }={\sqrt {\frac {2k_{B}T}{m}}}\,\!}
Длина свободного пробега
σ = эффективное сечение
n = объемная плотность количества целевых частиц
ℓ = средний свободный путь
ℓ
=
1
/
2
n
σ
{\displaystyle \ell =1/{\sqrt {2}}n\sigma \,\!}
Квазистатические и обратимые процессы [ править ]
Для квазистатических и обратимых процессов первый закон термодинамики гласит:
d
U
=
δ
Q
−
δ
W
{\displaystyle dU=\delta Q-\delta W}
где δ Q — теплота, подведенная к системе, а δ W — работа, совершенная системой .
потенциалы Термодинамические
Следующие энергии называются термодинамическими потенциалами :
Имя
Символ
Формула
Естественные переменные
Внутренняя энергия
U
{\displaystyle U}
∫
(
T
d
S
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
)
{\displaystyle \int \left(T\,\mathrm {d} S-p\,\mathrm {d} V+\sum _{i}\mu _{i}\mathrm {d} N_{i}\right)}
S
,
V
,
{
N
i
}
{\displaystyle S,V,\{N_{i}\}}
Свободная энергия Гельмгольца
F
{\displaystyle F}
U
−
T
S
{\displaystyle U-TS}
T
,
V
,
{
N
i
}
{\displaystyle T,V,\{N_{i}\}}
Энтальпия
H
{\displaystyle H}
U
+
p
V
{\displaystyle U+pV}
S
,
p
,
{
N
i
}
{\displaystyle S,p,\{N_{i}\}}
Свободная энергия Гиббса
G
{\displaystyle G}
U
+
p
V
−
T
S
{\displaystyle U+pV-TS}
T
,
p
,
{
N
i
}
{\displaystyle T,p,\{N_{i}\}}
потенциал Ландау, или огромный потенциал
Ω
{\displaystyle \Omega }
,
Φ
G
{\displaystyle \Phi _{\text{G}}}
U
−
T
S
−
{\displaystyle U-TS-}
∑
i
{\displaystyle \sum _{i}\,}
μ
i
N
i
{\displaystyle \mu _{i}N_{i}}
T
,
V
,
{
μ
i
}
{\displaystyle T,V,\{\mu _{i}\}}
и соответствующие фундаментальные термодинамические соотношения или «основные уравнения». [2] являются:
Потенциал
Дифференциал
Внутренняя энергия
d
U
(
S
,
V
,
N
i
)
=
T
d
S
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dU\left(S,V,{N_{i}}\right)=TdS-pdV+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Энтальпия
d
H
(
S
,
p
,
N
i
)
=
T
d
S
+
V
d
p
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dH\left(S,p,{N_{i}}\right)=TdS+Vdp+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Свободная энергия Гельмгольца
d
F
(
T
,
V
,
N
i
)
=
−
S
d
T
−
p
d
V
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dF\left(T,V,{N_{i}}\right)=-SdT-pdV+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Свободная энергия Гиббса
d
G
(
T
,
p
,
N
i
)
=
−
S
d
T
+
V
d
p
+
∑
i
μ
i
d
N
i
{\displaystyle dG\left(T,p,{N_{i}}\right)=-SdT+Vdp+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i}}
Максвелла Отношения
Четыре наиболее распространенных соотношения Максвелла :
Физическая ситуация
Номенклатура
Уравнения
Термодинамические потенциалы как функции своих натуральных переменных
U
(
S
,
V
)
{\displaystyle U(S,V)\,}
= Внутренняя энергия
H
(
S
,
P
)
{\displaystyle H(S,P)\,}
= Энтальпия
F
(
T
,
V
)
{\displaystyle F(T,V)\,}
= свободная энергия Гельмгольца
G
(
T
,
P
)
{\displaystyle G(T,P)\,}
= Свободная энергия Гиббса
(
∂
T
∂
V
)
S
=
−
(
∂
P
∂
S
)
V
=
∂
2
U
∂
S
∂
V
{\displaystyle \left({\frac {\partial T}{\partial V}}\right)_{S}=-\left({\frac {\partial P}{\partial S}}\right)_{V}={\frac {\partial ^{2}U}{\partial S\partial V}}}
(
∂
T
∂
P
)
S
=
+
(
∂
V
∂
S
)
P
=
∂
2
H
∂
S
∂
P
{\displaystyle \left({\frac {\partial T}{\partial P}}\right)_{S}=+\left({\frac {\partial V}{\partial S}}\right)_{P}={\frac {\partial ^{2}H}{\partial S\partial P}}}
+
(
∂
S
∂
V
)
T
=
(
∂
P
∂
T
)
V
=
−
∂
2
F
∂
T
∂
V
{\displaystyle +\left({\frac {\partial S}{\partial V}}\right)_{T}=\left({\frac {\partial P}{\partial T}}\right)_{V}=-{\frac {\partial ^{2}F}{\partial T\partial V}}}
−
(
∂
S
∂
P
)
T
=
(
∂
V
∂
T
)
P
=
∂
2
G
∂
T
∂
P
{\displaystyle -\left({\frac {\partial S}{\partial P}}\right)_{T}=\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{P}={\frac {\partial ^{2}G}{\partial T\partial P}}}
Дополнительные отношения включают следующее.
(
∂
S
∂
U
)
V
,
N
=
1
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial U}\right)_{V,N}={1 \over T}}
(
∂
S
∂
V
)
N
,
U
=
p
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial V}\right)_{N,U}={p \over T}}
(
∂
S
∂
N
)
V
,
U
=
−
μ
T
{\displaystyle \left({\partial S \over \partial N}\right)_{V,U}=-{\mu \over T}}
(
∂
T
∂
S
)
V
=
T
C
V
{\displaystyle \left({\partial T \over \partial S}\right)_{V}={T \over C_{V}}}
(
∂
T
∂
S
)
P
=
T
C
P
{\displaystyle \left({\partial T \over \partial S}\right)_{P}={T \over C_{P}}}
−
(
∂
p
∂
V
)
T
=
1
V
K
T
{\displaystyle -\left({\partial p \over \partial V}\right)_{T}={1 \over {VK_{T}}}}
Другие дифференциальные уравнения:
Имя
ЧАС
В
г
Уравнение Гиббса – Гельмгольца
H
=
−
T
2
(
∂
(
G
/
T
)
∂
T
)
p
{\displaystyle H=-T^{2}\left({\frac {\partial \left(G/T\right)}{\partial T}}\right)_{p}}
U
=
−
T
2
(
∂
(
F
/
T
)
∂
T
)
V
{\displaystyle U=-T^{2}\left({\frac {\partial \left(F/T\right)}{\partial T}}\right)_{V}}
G
=
−
V
2
(
∂
(
F
/
V
)
∂
V
)
T
{\displaystyle G=-V^{2}\left({\frac {\partial \left(F/V\right)}{\partial V}}\right)_{T}}
(
∂
H
∂
p
)
T
=
V
−
T
(
∂
V
∂
T
)
P
{\displaystyle \left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{T}=V-T\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{P}}
(
∂
U
∂
V
)
T
=
T
(
∂
P
∂
T
)
V
−
P
{\displaystyle \left({\frac {\partial U}{\partial V}}\right)_{T}=T\left({\frac {\partial P}{\partial T}}\right)_{V}-P}
Квантовые свойства [ править ]
U
=
N
k
B
T
2
(
∂
ln
Z
∂
T
)
V
{\displaystyle U=Nk_{B}T^{2}\left({\frac {\partial \ln Z}{\partial T}}\right)_{V}~}
S
=
U
T
+
N
k
B
ln
Z
−
N
k
ln
N
+
N
k
{\displaystyle S={\frac {U}{T}}+Nk_{B}\ln Z-Nk\ln N+Nk~}
Неразличимые частицы
где N — количество частиц, h — постоянная Планка , I — момент инерции , а Z — статистическая сумма в различных формах:
Степень свободы
Функция разделения
Перевод
Z
t
=
(
2
π
m
k
B
T
)
3
2
V
h
3
{\displaystyle Z_{t}={\frac {(2\pi mk_{B}T)^{\frac {3}{2}}V}{h^{3}}}}
Вибрация
Z
v
=
1
1
−
e
−
h
ω
2
π
k
B
T
{\displaystyle Z_{v}={\frac {1}{1-e^{\frac {-h\omega }{2\pi k_{B}T}}}}}
Вращение
Z
r
=
2
I
k
B
T
σ
(
h
2
π
)
2
{\displaystyle Z_{r}={\frac {2Ik_{B}T}{\sigma ({\frac {h}{2\pi }})^{2}}}}
Тепловые свойства материи [ править ]
Коэффициенты
Уравнение
Коэффициент Джоуля-Томсона
μ
J
T
=
(
∂
T
∂
p
)
H
{\displaystyle \mu _{JT}=\left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}}
Сжимаемость (постоянная температура)
K
T
=
−
1
V
(
∂
V
∂
p
)
T
,
N
{\displaystyle K_{T}=-{1 \over V}\left({\partial V \over \partial p}\right)_{T,N}}
Коэффициент теплового расширения (постоянное давление)
α
p
=
1
V
(
∂
V
∂
T
)
p
{\displaystyle \alpha _{p}={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}}
Теплоемкость (постоянное давление)
C
p
=
(
∂
Q
r
e
v
∂
T
)
p
=
(
∂
U
∂
T
)
p
+
p
(
∂
V
∂
T
)
p
=
(
∂
H
∂
T
)
p
=
T
(
∂
S
∂
T
)
p
{\displaystyle C_{p}=\left({\partial Q_{rev} \over \partial T}\right)_{p}=\left({\partial U \over \partial T}\right)_{p}+p\left({\partial V \over \partial T}\right)_{p}=\left({\partial H \over \partial T}\right)_{p}=T\left({\partial S \over \partial T}\right)_{p}}
Теплоемкость (постоянный объем)
C
V
=
(
∂
Q
r
e
v
∂
T
)
V
=
(
∂
U
∂
T
)
V
=
T
(
∂
S
∂
T
)
V
{\displaystyle C_{V}=\left({\partial Q_{rev} \over \partial T}\right)_{V}=\left({\partial U \over \partial T}\right)_{V}=T\left({\partial S \over \partial T}\right)_{V}}
Термотрансфер [ править ]
эффективность Тепловая
Физическая ситуация
Номенклатура
Уравнения
Термодинамические двигатели
η = эффективность
W = работа, совершаемая двигателем
Q H = тепловая энергия в резервуаре с более высокой температурой
Q L = тепловая энергия в резервуаре с более низкой температурой
T H = температура более высокой темп. резервуар
T L = температура нижней температуры. резервуар
Термодинамический двигатель:
η
=
|
W
Q
H
|
{\displaystyle \eta =\left|{\frac {W}{Q_{H}}}\right|\,\!}
КПД двигателя Карно:
η
c
=
1
−
|
Q
L
Q
H
|
=
1
−
T
L
T
H
{\displaystyle \eta _{c}=1-\left|{\frac {Q_{L}}{Q_{H}}}\right|=1-{\frac {T_{L}}{T_{H}}}\,\!}
Охлаждение
K = коэффициент холодопроизводительности
Производительность охлаждения
K
=
|
Q
L
W
|
{\displaystyle K=\left|{\frac {Q_{L}}{W}}\right|\,\!}
Холодильная мощность Карно
K
C
=
|
Q
L
|
|
Q
H
|
−
|
Q
L
|
=
T
L
T
H
−
T
L
{\displaystyle K_{C}={\frac {|Q_{L}|}{|Q_{H}|-|Q_{L}|}}={\frac {T_{L}}{T_{H}-T_{L}}}\,\!}
^ Кинан, Термодинамика , Уайли, Нью-Йорк, 1947.
^ Физическая химия, П.В. Аткинс, Oxford University Press, 1978, ISBN 0 19 855148 7
Аткинс, Питер и де Паула, Физическая химия Хулио , 7-е издание, WH Freeman and Company, 2002 г. ISBN 0-7167-3539-3 .
Главы 1–10, Часть 1: «Равновесие».
Бриджмен, военнопленный (1 марта 1914 г.). «Полное собрание термодинамических формул» . Физический обзор . 3 (4). Американское физическое общество (APS): 273–281. дои : 10.1103/physrev.3.273 . ISSN 0031-899X .
Ландсберг, Питер Т. Термодинамика и статистическая механика . Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., 1990. (перепечатано из Oxford University Press, 1978) .
Льюис Дж. Н. и Рэндалл М., «Термодинамика», 2-е издание, McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 1961.
Райхл, Л.Е. , Современный курс статистической физики , 2-е издание, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1998.
Шредер, Дэниел В. Теплофизика . Сан-Франциско: Эддисон Уэсли Лонгман, 2000 г. ISBN 0-201-38027-7 .
Силби, Роберт Дж. и др. Физическая химия , 4-е изд. Нью-Джерси: Уайли, 2004.
Каллен, Герберт Б. (1985). Термодинамика и введение в темостатистику , 2-е издание, Нью-Йорк: John Wiley & Sons.
Внешние ссылки [ править ]