Jump to content

Таблица термодинамических уравнений

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
Скрытое тепло 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 Дж −1 [Т] 2 [М] −1 [Л] −2
Термодинамическая температура т

Дж [М] [Л] 2 [Т] −2
Энтропия С

,

Дж.К. −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Давление П

Хорошо МЛ −1 Т −2
Внутренняя энергия В Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Энтальпия ЧАС Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Функция раздела С безразмерный безразмерный
Свободная энергия Гиббса Г Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Химический потенциал (из

компонент i в смеси)

мкм я

, где F не пропорциональна N, поскольку µ i зависит от давления. , где G пропорционален N (пока молярное соотношение состава системы остается прежним), поскольку µ i зависит только от температуры, давления и состава.

Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Свободная энергия Гельмгольца А, Ф Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Потенциал Ландау , Свободная энергия Ландау, Грандиозный потенциал Ох , Ф Г Дж [М][Л] 2 [Т] −2
Потенциал Масье, свободная энтропия Гельмгольца Ф Дж.К. −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Планковский потенциал, свободная энтропия Гиббса Х 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 Дж.К. −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Теплоемкость (изобарная) С п Дж.К. −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Удельная теплоемкость (изобарная) С мп. Дж кг −1 К −1 [Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Молярная удельная теплоемкость (изобарная) С нп Дж.К. −1 моль −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1 [Н] −1
Теплоемкость (изохорная/объемная) РЕЗЮМЕ Дж.К. −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Удельная теплоемкость (изохорная) С мВ Дж кг −1 К −1 [Л] 2 [Т] −2 [Т] −1
Молярная удельная теплоемкость (изохорная) С нВ Дж.К. −1 моль −1 [М][Л] 2 [Т] −2 [Т] −1 [Н] −1
Удельная скрытая теплота л Дж кг −1 [Л] 2 [Т] −2
Отношение изобарной к изохорной теплоемкости, коэффициент теплоемкости , показатель адиабаты, Лапласа коэффициент с безразмерный безразмерный

Термотрансфер [ править ]

Количество (общее название/я) (Общий) символ/ы Определение уравнения единицы СИ Измерение
Градиент температуры Нет стандартного символа К м −1 [Θ][Л] −1
Скорость теплопроводности, тепловой ток, тепловой/ тепловой поток , передача тепловой энергии П W = Дж с −1 [М] [Л] 2 [Т] −3
Тепловая интенсивность я Вт м −2 [М] [Т] −3
Плотность теплового/теплового потока (векторный аналог тепловой интенсивности выше) д Вт м −2 [М] [Т] −3

Уравнения [ править ]

Уравнения в этой статье классифицированы по темам.

Термодинамические процессы [ править ]

Физическая ситуация Уравнения
Изэнтропический процесс (адиабатический и обратимый)

Для идеального газа


Изотермический процесс

Для идеального газа

Изобарный процесс р 1 = р 2 , р = константа

Изохорный процесс V 1 = V 2 , V = константа

Бесплатное расширение
Работа, совершаемая расширяющимся газом Процесс

Чистая работа, выполненная в циклических процессах

Кинетическая теория [ править ]

Уравнения идеального газа
Физическая ситуация Номенклатура Уравнения
Закон идеального газа

Давление идеального газа
  • m = масса одной молекулы
  • M m = молярная масса

Идеальный газ [ править ]

Количество Общее уравнение изобарный
Δp = 0
изохорный
Δ В = 0
изотермический
Δ Т = 0
Адиабатический
Работа
В

Теплоемкость
С
(как для настоящего газа)
(для одноатомного идеального газа)


(для двухатомного идеального газа)


(для одноатомного идеального газа)


(для двухатомного идеального газа)

Внутренняя энергия
Δ ΔU








Энтальпия
Δ Н
Энтропия
Δ Δs

[1]

Постоянный

Энтропия [ править ]

физика Статистическая

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:

K 2 – модифицированная функция Бесселя второго рода.

Нерелятивистские скорости

Релятивистские скорости (распределение Максвелла-Юттнера)

Энтропия Логарифм плотности состояний
  • P i = вероятность системы в микросостоянии i
  • Ω = общее количество микросостояний

где:

Изменение энтропии

Энтропийная сила
Теорема о равнораспределении d f = степень свободы Средняя кинетическая энергия на степень свободы

Внутренняя энергия

Следствия нерелятивистского распределения Максвелла – Больцмана приведены ниже.

Физическая ситуация Номенклатура Уравнения
Средняя скорость
Среднеквадратическая скорость
Модальная скорость
Средний свободный путь
  • σ = эффективное сечение
  • n = объемная плотность количества целевых частиц
  • = средний свободный путь

Квазистатические и обратимые процессы [ править ]

Для квазистатических и обратимых процессов первый закон термодинамики гласит:

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
Свободная энергия Гельмгольца
Энтальпия
Свободная энергия Гиббса
потенциал Ландау, или
огромный потенциал
,

и соответствующие фундаментальные термодинамические соотношения или «основные уравнения». [2] являются:

Потенциал Дифференциал
Внутренняя энергия
Энтальпия
Свободная энергия Гельмгольца
Свободная энергия Гиббса

Максвелла Отношения

Четыре наиболее распространенных соотношения Максвелла :

Физическая ситуация Номенклатура Уравнения
Термодинамические потенциалы как функции своих натуральных переменных

Дополнительные отношения включают следующее.

Другие дифференциальные уравнения:

Имя ЧАС В Г
Уравнение Гиббса – Гельмгольца

Квантовые свойства [ править ]

  • Неразличимые частицы

где N — количество частиц, h постоянная Планка , I момент инерции , а Z статистическая сумма в различных формах:

Степень свободы Функция разделения
Перевод
Вибрация
Вращение

Тепловые свойства материи [ править ]

Коэффициенты Уравнение
Коэффициент Джоуля-Томсона
Сжимаемость (постоянная температура)
Коэффициент теплового расширения (постоянное давление)
Теплоемкость (постоянное давление)
Теплоемкость (постоянный объем)

Термотрансфер [ править ]

Физическая ситуация Номенклатура Уравнения
Чистая интенсивность излучения/поглощения
  • T внешняя = внешняя температура (вне системы)
  • T системы = внутренняя температура (внутри системы)
  • ε = излучательная способность
Внутренняя энергия вещества
  • C V = изоволюметрическая теплоемкость вещества
  • Δ T = изменение температуры вещества
Уравнение Мейера
  • C p = изобарная теплоемкость
  • C V = изоволюметрическая теплоемкость
  • n = количество молей
Эффективная теплопроводность
  • λ i = теплопроводность вещества i
  • λ net = эквивалентная теплопроводность
Ряд

Параллельно

Тепловая эффективность

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:

КПД двигателя Карно:

Охлаждение K = коэффициент холодопроизводительности Производительность охлаждения

Холодильная мощность Карно

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кинан, Термодинамика , Уайли, Нью-Йорк, 1947.
  2. ^ 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 ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f64cc7181bbeb6e337ff3db8ea4318e8__1717496700
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f6/e8/f64cc7181bbeb6e337ff3db8ea4318e8.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Table of thermodynamic equations - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)