Note

Termodynamikkens love


Termodynamik
Grundlæggende
Termodynamikkens love · Arbejde
Potentialer
Indre energi · Entalpi
Helmholtz energi · Gibbs energi
Processor
Isokor · Isobar · Isoterm · Adiabatisk
Isentropisk · Carnot
Relaterede emner
Varmekapacitet · Nyttevirkning
Idealgasligningen · van der Waals ligning
Varmeudvidelse og kompressibilitet
Termodynamikken bygger på fire grundlæggende love, som udgør fundamentet for termodynamiske beregninger. De fleste af lovene er baseret på empiriske data, hvilket betyder at man udelukkende har brugt eksperimenter til at formulere disse love.

  • 0. lov: Hvis to separate systemer er i termisk ligevægt med et tredje system, så er de to første systemer også i termisk ligevægt.
  • 1. lov: Varmetilførslen svarer til ændringen i systemets indre energi plus arbejdet udført af systemet. Energien er kun bevaret hvis varmen tages i betragtning.
  • 2. lov: Entropien i et isoleret system stiger ved alle irreversible processor og forbliver uændret ved alle reversible processor. Dette betyder at entropien i et system kun kan stige.
  • 3. lov: Entropien i en perfekt ordnet krystal nærmer sig nul i takt med at temperaturen nærmer sig det absolutte nulpunkt.

Der knytter sig forskellige matematiske formler til de sidste tre love, som er lidt nærmere beskrevet herunder.

Termodynamikkens 1. lov

Et systems indre energi er beskrevet af nedenstående formel, hvor U er den indre energi, Q er varme og W er arbejde.



I ovenstående udtryk benyttes konventionen hvor optaget varme er en positiv størrelse, mens optaget arbejde er en negativ størrelse (og vice versa). Udtrykket kan omformuleres således at varmen er givet ud fra systemet indre energi og det udførte arbejde.



Dette er også den definition som man i dag benytter for varme, da varme i sig selv er en underlig størrelse. Rent teknisk er varme noget som man kan afgive eller modtage men aldrig have, da overført varme bliver omdannet til en temperaturændring.

Termodynamikkens 2. lov

Rent matematisk siger termodynamikkens 2. lov at entropien i universet altid vil stige, hvilket kan udtrykkes på nedenstående måde.



Ændringen i entropien kan beregnes som ændringen i tilført varme divideret med temperaturen, som vist herunder. Lighedstegnet gælder kun når der er tale om en reversibel process, ellers vil ændringen i entropien altid være større.



Termodynamikkens 3. lov

Hvis temperaturen nærmer sig det absolutte nulpunkt, vil entropien i et system nærme sig en konstant. Denne konstant svarer til afvigelsen fra systemets grundtilstand. Hvis systemet kun har en grundtilstand, så vil entropien netop nærme sig nul. Rent matematisk opskrives denne lov på nedenstående måde, hvor S er entropien, k er Boltzmanns konstant og Ω er antallet af grundtilstande.




Sidens indhold er licenseret under Creative Commons BY-NC 2.5 Licensen. Så længe sidens indhold ikke benyttes til kommercielle formål, må du ændre og dele sidens indhold som du har lyst. Hvis du benytter sidens indhold andre steder på nettet eller videregiver sidens indhold i trykt form, skal forfatteren krediteres enten med navn eller link til denne side.

Siden blev genereret på 6 ms og der blev foretaget 2 databaseforespørgsler.