Vlastnosti materiálu (termodynamika) - Material properties (thermodynamics)

Termodynamika
Klasický Carnotův tepelný motor
Pobočky Klasický Statistický Chemikálie Kvantová termodynamika Rovnováha  / Nerovnováha
Zákony Zeroth za prvé Druhý Třetí
Systémy Stát Stavová rovnice Ideální plyn Skutečný plyn Stav hmoty Rovnováha Ovládejte hlasitost Nástroje Procesy Izobarický Izochorický Izotermický Adiabatický Isentropic Isenthalpic Kvazistatický Polytropní Bezplatná expanze Reverzibilita Nevratnost Endoreversibility Cykly Tepelné motory Tepelná čerpadla Tepelná účinnost
Systémové vlastnosti Poznámka: Konjugujte proměnné v kurzíva Diagramy vlastností Intenzivní a rozsáhlé vlastnosti Procesní funkce Práce Teplo Funkce státu Teplota  / Entropie  (úvod ) Tlak  / Objem Chemický potenciál  / Číslo částic Kvalita páry Snížené vlastnosti
Vlastnosti materiálu Databáze nemovitostí Specifická tepelná kapacita   ${ displaystyle c =}$ ${ displaystyle T}$ ${ displaystyle částečné S}$ ${ displaystyle N}$ ${ displaystyle částečné T}$ Stlačitelnost   ${ displaystyle beta = -}$ ${ displaystyle 1}$ ${ displaystyle částečné V}$ ${ displaystyle V}$ ${ displaystyle částečný p}$ Teplotní roztažnost   ${ displaystyle alpha =}$ ${ displaystyle 1}$ ${ displaystyle částečné V}$ ${ displaystyle V}$ ${ displaystyle částečné T}$
Rovnice Carnotova věta Clausiova věta Základní vztah Zákon o ideálním plynu Maxwellovy vztahy Vzájemné vztahy Onsager Bridgmanovy rovnice Tabulka termodynamických rovnic
Potenciál Energie zdarma Zdarma entropie Vnitřní energie ${ displaystyle U (S, V)}$ Entalpie ${ displaystyle H (S, p) = U + pV}$ Helmholtzova volná energie ${ displaystyle A (T, V) = U-TS}$ Gibbsova volná energie ${ displaystyle G (T, p) = H-TS}$
Dějiny Kultura Dějiny Všeobecné Entropie Zákony o plynu Stroje „Perpetual Motion“ Filozofie Entropie a čas Entropie a život Brownova ráčna Maxwellův démon Paradox smrtelné smrti Loschmidtův paradox Synergetika Teorie Kalorická teorie Teorie tepla Vis viva („živá síla“) Mechanický ekvivalent tepla Hnací síla Klíčové publikace "Experimentální dotaz Co se týče ... tepla " "V rovnováze Heterogenní látky " "Úvahy o Hnací síla ohně " Časové osy Termodynamika Tepelné motory Umění Vzdělávání Maxwellova termodynamická plocha Entropie jako rozptýlení energie
Vědci Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Rezervovat Kategorie

Termodynamické vlastnosti materiálů jsou intenzivní termodynamické parametry, které jsou specifické pro daný materiál. Každý přímo souvisí s diferenciálem druhého řádu a termodynamický potenciál. Příklady jednoduchého jednosložkového systému jsou:

• Stlačitelnost (nebo jeho inverzní, objemový modul)

• Izotermická stlačitelnost

${ displaystyle beta _ {T} = - { frac {1} {V}} vlevo ({ frac { částečné V} { částečné P}} vpravo) _ {T} quad = - { frac {1} {V}} , { frac { částečné ^ {2} G} { částečné P ^ {2}}}}$

• Adiabatická stlačitelnost

${ displaystyle beta _ {S} = - { frac {1} {V}} vlevo ({ frac { částečné V} { částečné P}} pravé) _ {S} quad = - { frac {1} {V}} , { frac { částečné ^ {2} H} { částečné P ^ {2}}}}$

• Specifické teplo (Poznámka - rozsáhlý analog je tepelná kapacita)

• Specifické teplo při konstantním tlaku

${ displaystyle c_ {P} = { frac {T} {N}} vlevo ({ frac { částečné S} { částečné T}} pravé) _ {P} quad = - { frac { T} {N}} , { frac { částečné ^ {2} G} { částečné T ^ {2}}}}$

• Specifické teplo při stálém objemu

${ displaystyle c_ {V} = { frac {T} {N}} vlevo ({ frac { částečné S} { částečné T}} pravé) _ {V} quad = - { frac { T} {N}} , { frac { částečné ^ {2} A} { částečné T ^ {2}}}}$

• Koeficient teplotní roztažnost

${ displaystyle alpha = { frac {1} {V}} vlevo ({ frac { částečné V} { částečné T}} vpravo) _ {P} quad = { frac {1} { V}} , { frac { částečné ^ {2} G} { částečné P částečné T}}}$

kde P je tlak, PROTI je objem, T je teplota, S je entropie, a N je počet částic.

U jednosložkového systému jsou k odvození všech ostatních zapotřebí pouze tři sekundové derivace, a proto jsou k odvození všech ostatních zapotřebí pouze tři materiálové vlastnosti. U jednosložkového systému jsou „standardními“ třemi parametry izotermická stlačitelnost ${ displaystyle beta _ {T}}$, měrné teplo při konstantním tlaku ${ displaystyle c_ {P}}$a koeficient tepelné roztažnosti ${ displaystyle alpha}$.

Platí například následující rovnice:

${ displaystyle c_ {P} = c_ {V} + { frac {TV alpha ^ {2}} {N beta _ {T}}}}$

${ displaystyle beta _ {T} = beta _ {S} + { frac {TV alpha ^ {2}} {Nc_ {P}}}}$

Tři "standardní" vlastnosti jsou ve skutečnosti tři možné druhé deriváty Gibbsova volná energie s ohledem na teplotu a tlak.

Viz také

• Seznam vlastností materiálů (tepelné vlastnosti)
• Poměr tepelné kapacity
• Statistická mechanika
• Termodynamické rovnice
• Termodynamické databáze pro čisté látky
• Součinitel přestupu tepla
• Latentní teplo
• Specifické teplo tavení (Entalpie fúze)
• Specifické výparné teplo (Entalpie odpařování)
• Tepelná hmota

externí odkazy

• The Dortmundská datová banka je faktická datová banka pro termodynamická a termofyzikální data.

Reference

• Callen, Herbert B. (1985). Termodynamika a úvod do termostatistiky (2. vyd.). New York: John Wiley & Sons. ISBN  0-471-86256-8.