Termodynamisk tilstand

I termodynamikk er en termodynamisk tilstand til et system dens tilstand på et bestemt tidspunkt; det vil si fullt identifisert av verdier av et passende sett med parametere kjent som tilstandsvariabler, tilstandsparametere eller termodynamiske variabler. Når et slikt sett med verdier av termodynamiske variabler er spesifisert for et system, blir verdiene til alle termodynamiske egenskaper i systemet bestemt. Vanligvis anses en termodynamisk tilstand som standard å være en av termodynamisk likevekt. Dette betyr at tilstanden ikke bare er tilstanden til systemet på et bestemt tidspunkt, men at tilstanden er den samme, uforanderlig, over en ubestemt periode.

Termodynamikk setter opp en idealisert konseptuell struktur som kan oppsummeres ved en formell definisjon og postulater. Termodynamiske tilstander er blant de grunnleggende eller primitive objektene eller forestillingene i systemet, som deres eksistens er primær og definitiv for, i stedet for å være avledet eller konstruert fra andre konsepter.[1][2][3]

Et termodynamisk system er ikke bare et fysisk system.[4] Generelt sett omfatter uendelig mange forskjellige alternative fysiske systemer et gitt termodynamisk system, fordi generelt har et fysisk system langt mange flere mikroskopiske egenskaper enn det som er nevnt i en termodynamisk beskrivelse. Et termodynamisk system er et makroskopisk objekt, hvis mikroskopiske detaljer ikke eksplisitt blir vurdert i dets termodynamiske beskrivelse. Antallet tilstandsvariabler som kreves for å spesifisere den termodynamiske tilstanden, avhenger av systemet, og er ikke alltid kjent før eksperimentet; det er vanligvis funnet fra eksperimentelle bevis. Tallet er alltid to eller flere; vanligvis er det ikke mer enn noen dusin. Selv om antall tilstandsvariabler er løst ved eksperiment, er det fortsatt valg av hvilke av dem som skal brukes til en spesiell praktisk beskrivelse; et gitt termodynamisk system kan alternativt identifiseres ved flere forskjellige valg av settet med tilstandsvariabler. Valget tas vanligvis på bakgrunn av vegger og omgivelser som er relevante for de termodynamiske prosessene som skal vurderes for systemet. For eksempel, hvis det er ment å vurdere varmeoverføring for systemet, bør en vegg i systemet være gjennomtrengelig for varme, og den veggen skal koble systemet til en kropp, i omgivelsene, som har en bestemt tidsvariabel temperatur.[5]

For likevektstermodynamikk, i en termodynamisk tilstand til et system, er innholdet i intern termodynamisk likevekt, med null strømmer av alle størrelser, både indre og mellom system og omgivelser. For Planck er den primære egenskapen til en termodynamisk tilstand av et system som består av en enkelt fase, i fravær av et eksternt pålagt kraftfelt, romlig homogenitet.[6] For ikke-likevektstermodynamikk inkluderer et passende sett med identifiserende tilstandsvariabler noen makroskopiske variabler, for eksempel en romlig gradient som ikke er null, som indikerer avvik fra termodynamisk likevekt. Slike ikke-likevektsidentifiserende tilstandsvariabler indikerer at noe ikke-null-strømning kan forekomme i systemet eller mellom system og omgivelser.[7]

ReferanserRediger

  1. ^ Callen, Herbert B. (1985). Thermodynamics and an introduction to thermostatistics (2nd ed utg.). New York: Wiley. s. 13. ISBN 0-471-86256-8. OCLC 11916089. 
  2. ^ Carathéodory, C. (September 1909). «Untersuchungen über die Grundlagen der Thermodynamik"». Mathematische Annalen. 3 (tysk). 67: 355–386. ISSN 0025-5831. doi:10.1007/BF01450409. Besøkt 30. april 2021. 
  3. ^ Marsland, Robert; Brown, Harvey R.; Valente, Giovanni (22. juni 2015). «Time and irreversibility in axiomatic thermodynamics». American Journal of Physics. 7. 83: 628–634. ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.4914528. Besøkt 30. april 2021. 
  4. ^ Modell, Michael; Reid, Robert C. (1974). Thermodynamics and its applications. Englewood Cliffs, N.J., Prentice-Hall. s. 397. ISBN 978-0-13-914861-3. 
  5. ^ Prigogine, Ilya (1950/1954). Chemical Thermodynamics. London: Longmans, Green & Co.  Sjekk datoverdier i |dato= (hjelp)
  6. ^ Planck, M. Treatise on Thermodynamics. London: Longmans, Green and Co. 
  7. ^ Eu, B. C. (2002). Generalized thermodynamics : the thermodynamics of irreversible processes and generalized hydrodynamics. Dordrecht: Kluwer. ISBN 0-306-48049-2. OCLC 56620797.