Principis de la Termodinàmica
Principi 0
Dos sistemes en equilibri tèrmic amb un tercer, estan en equilibri tèrmic entre ells.
- Propietat comuna: Temperatura
1r Principi
Existeix una energia interna tal que:
Que no deixa de ser conservació d’energia
- és la calor absorbida
- és el treball realitzat sobre el sistema
2n Principi
- és la calor reversible intercanviada
- és la variació quasi-estàtica de l’entropia
Per altra banda tenim:
Que ens diu en quina direcció s’esdevenen les coses (d’estat menys probable i ordenat a un més probable i desordenat).
3r Principi
Més que un principi és una definició que ens ajuda a definir una escala de temperatures.
Equació Fonamental de la Termodinàmica
I per tant
On és el potencial químic i és el treball químic i és el treball mecànic.
Tipus de Treballs
Treball de superfície (per exemple podria ser la tensió superficial)
Treball magnètic
Treball elèctric(?)
Treball elèctric
Variables
Extensives (depenen de la mida)
Intensives (no depenen de la mida del sistema)
Equació fonamental de la termodinàmica —> Funció homogènia de 1r grau
Variables conjugades
De la equació fonamental obtenim
Aleshores la entropia és funció de
Equilibri tèrmic (si aïllat) Màxima entropia del sistema
Nota sobre derivades parcials
Quan fem una derivada parcial al estil
Hem de tenir en compte que les variables estan relacionades entre elles per l’equació d’estat (per exemple per un gas ideal).
Aleshores al variar podria variar , podria variar o podria variar . Per indicar quines variables mantenim constants (i quines no), ens cal indicar-ho amb parèntesis.
És per això que sempre es posen els parèntesis, perquè realment són necessaris.
Algunes relacions:
Potencials Termodinàmics
Sistema aïllat —>
En equilibri (extrem d’una funció) —>
Sistema en contacte amb un bany tèrmic —> es controla
Tenim una funció tal que:
Posant-hi l’expressió de
Equilibri químic (si aïllat) té un màxim o un mínim
Anomenarem Energia lliure de Helmholtz a
Algunes relacions:
Un altre potencial termodinàmic és l’energia lliure de Gibbs:
Forma part de la col·lectivitat isotèrmica-isobàrica
Un altre: Entalpia —>
Potencial macrocanònic —>
Forma part de la col·lectivitat macrocanònica