ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ένα θερμοδυναμικό σύστημα π.χ. ένα αέριο μπορεί να να περιγραφεί από τις θερμοδυναμικές μεταβλητές πίεση,όγκο,θερμοκρασία και μάζα.Ο όγκος,η πίεση και η θερμοκρασία ορισμένης ποσότητας αερίου σχετίζονται μεταξύ τους με την καταστατική εξίσωση.

Ένα θερμοδυναμικό σύστημα π.χ. ένα αέριο μπορεί να να περιγραφεί από τις θερμοδυναμικές μεταβλητές πίεση,όγκο,θερμοκρασία και μάζα

 Για να περιγράψουμε την κατάσταση συγκεκριμένης ποσότητας αερίου αρκούν δύο από αυτά αφού το τρίτο προκύπτει από την καταστατική εξίσωση.Οι δύο ποσότητες που είναι ικανές για την περιγραφή της κατάστασης ορισμένης ποσότητας αερίου αποτελούν τις ανεξάρτητες θερμοδυναμικές μεταβλητές του συστήματος.

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

 Όταν σ’ ένα θερμοδυναμικό σύστημα οι θερμοδυναμικές μεταβλητές που το περιγράφουν διατηρούνται σταθερές με το χρόνο,το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας.Σε αντίθετη περίπτωση το σύστημα μεταβάλλεται.

Όταν η πίεση P,η πυκνότητα ρ και η θερμοκρασία Τ μιας ποσότητας αερίου έχουν η κάθε μια σταθερή τιμή σε όλη την έκταση του όγκου του,τότε λέμε ότι το αέριο βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ή απλά ισορροπίας

 Συνεπώς λέμε:
 Όταν η πίεση P,η πυκνότητα ρ και η θερμοκρασία Τ μιας ποσότητας αερίου έχουν η κάθε μια σταθερή τιμή σε όλη την έκταση του όγκου του,τότε λέμε ότι το αέριο βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ή απλά ισορροπίας.

Όταν ένα θερμό και ένα ψυχρό σώμα έρθουν σε θερμική επαφή,το θερμό σώμα ψύχεται και το ψυχρό θερμαίνεται,μέχρι να αποκτήσουν και τα δύο την ίδια θερμοκρασία

 Όταν ένα θερμό και ένα ψυχρό σώμα έρθουν σε θερμική επαφή,το θερμό σώμα ψύχεται και το ψυχρό θερμαίνεται,μέχρι να αποκτήσουν και τα δύο την ίδια θερμοκρασία.Αυτή η εξισορρόπηση οφείλεται σε ροή θερμότητας από το θερμότερο προς το ψυχρότερο σώμα.Όταν αυτή η ροή θερμότητας έχει σταματήσει,λέμε ότι τα δύο σώματα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία.

Όταν η θερμοκρασία ενός θερμοδυναμικού συστήματος έχει την ίδια σταθερή τιμή σ' όλη την έκταση του,τότε λέμε ότι βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας

 Όταν η θερμοκρασία ενός θερμοδυναμικού συστήματος έχει την ίδια σταθερή τιμή σ' όλη την έκταση του,τότε λέμε ότι βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας.

Ισορροπία θερμοδυναμικού συστήματος

 Όταν όλες οι θερμοδυναμικές μεταβλητές που περιγράφουν την κατάσταση ενός θερμοδυναμικού συστήματος έχουν η καθεμιά σταθερή τιμή σ' όλη την έκταση του,τότε λέμε ότι το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας ή απλά ισορροπίας.

Η κατάσταση ισορροπίας ενός συστήματος είναι μια ιδιαίτερα απλή κατάσταση

 Η κατάσταση ισορροπίας ενός συστήματος είναι μια ιδιαίτερα απλή κατάσταση,γιατί στην κατάσταση αυτή οι θερμοδυναμικές μεταβλητές του συστήματος έχουν η καθεμιά σταθερή τιμή,ανεξάρτητη του χρόνου,και είναι δυνατό να μετρηθούν.

 Η κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ενός αερίου μπορεί να παρασταθεί γραφικά με ένα σημείο σε σύστημα συντεταγμένων με άξονες  δύο ανεξάρτητες θερμοδυναμικές μεταβλητές του συστήματος

 Η κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ενός αερίου μπορεί να παρασταθεί γραφικά με ένα σημείο σε σύστημα συντεταγμένων με άξονες  δύο ανεξάρτητες θερμοδυναμικές μεταβλητές του συστήματος.Αν το σύστημα δε βρίσκεται σε ισορροπία η κατάστασή του δε μπορεί να αποδοθεί γραφικά αφού δε μπορούμε να μιλήσουμε για πίεση ή θερμοκρασία του συστήματος.Η πίεση και η θερμοκρασία έχουν διαφορετικές τιμές στα διάφορα σημεία του αερίου.
 Άρα:
 Η κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ενός αερίου μπορεί να παρασταθεί γραφικά με ένα σημείο.Αν το σύστημα δε βρίσκεται σε ισορροπία η κατάστασή του δε μπορεί να αποδοθεί γραφικά.