Stav TD rovnováhy
=nejobecnější stav rovnováhy, v něm makro systémy v daných podmínkách po relaxační době ustálí (chemická, mechanická a radiační rovnováha)
1.postulát TD = Každý makro systém od
t= t_0
v daných (čas.neměnných) vnějších podmínkách, dospěje do stavu TD rovnováhy, v němž již nejsou makro procesy a změny a všechny makroskopické stavové veličiny mají časově konstantní hodnotypo vzniku TD rovnováhy další změny jen následkem nového vnějšího zásahu
určuje meze použitelnosti termodynamiky, vylučuje zahrnutí fluktuací
makroskopické veličiny
f_i
jsou rovny svým středním hodnotám\vec{f_i}
:\vec{f_i}=\lim_{T \to \infty} \frac{1}{T} \int^{t_0 + T}_{t_0} {f_i(t)dt}
2.postulát TD= stav TD rovnováhy termicky homogenního systému jednoznačně určen souborem vnějších parametrů a jedním vnitřním (E) a všechny ostatní vnitřní vyj.jako jejich fce
dána minimem Helmholtzovy volné energie (konst.T a V): F=U-TS či Gibbsovy volné en (konst.p a T): G=H-TS
mikrostav = úplná a maximální informace na mikroskopické úrovni
makrostav = určitá množina mikrostavů
Stavové veličiny
popisují momentální stav TD systému
S,U,T,V,p (m,G,F,H,E) - mezi nimi vztah (=stavová rovnice):
U=TS-pV+ \sum_i^N \mu_i N_i
polytropický proces:
PV^{\kappa}=C
- plyny, ale i kapaliny a PL\kappa = 0
-> p=konst.= isobarický proces
\kappa = 1
-> pV=NkT = konst. = isotermický proces
\kappa = \gamma= \frac{c_p}{c_V}
-> = adiabatický proces, adiabaty se neprotínají
\kappa = \infty
-> V=konst. = isochorický proces
koeficienty:
isotermické kompresibility:
\kappa = \frac{1}{V} \left( \frac{\part V}{\part p} \right)_{\tau}
isochorické rozpínavosti:
\beta = \frac{1}{p} \left( \frac{\part p}{\part T} \right)_{V}
isobarické roztažnosti:
\gamma = \frac{1}{V} \left( \frac{\part V}{\part \tau} \right)_{p}
Stavová rovnice
\alpha_i=f_i(a_1,a_2,....,a_n)
homogenní systém= systém jehož všechny makroskopické části jsou ve stejném stavu
hlavní stavová rovnice: f(p,V,T)=0
rovnice ideálního plynu: pV=nRT či
p=\rho(\gamma-1)e
, kde\rho
- hustota,\gamma
- adiabatický index\gamma=\frac{c_p}{c_v}
,e=\frac{E}{v}=c_v T
Van der Waalsova rovnice= stavová rovnice pro kapalinu s částicemi nenulové velikosti:
\left( p+\frac{n^2 a}{V^2} \right)(V-nb)=nRT
, a-míra přitahování mezi částicemia=N_A^2 a=Na^2 3 p_c V_c
, b - objem zabíraný 1 molem částicb=N_A b'=\frac{N_A V_c}{3}
kalorická stavová rovnice U=U(T,V) a termická p=p(T,V)
úplná TD informace při zadání 2 lib.z 5 stav.proměnných dU(S,V)=T(S,V)dS-P(S,V)dV
Státnice%20-%20Fyzika%20NMgr:%20Katedra%20fyziky%20kondenzovaných%20soustav%20a%20materiálů