Zakoni termodinamike

Zakoni termodinamike su skup od četiri osnovna zakona u termodinamici koji direktno slede iz postulata termodinamike.

Osnovni termodinamički zakoni su teorijska osnova termodinamike. Postoje četiri opšta zakona termodinamike čija važnost ne zavisi od vrsta termodinamičkih sistema i njihovih interakcija, već samo od protoka materije i energije.

Nulti zakon

Nulti zakon termodinamike tvrdi da je termodinamička ravnoteža relacija ekvivalencije.

Ako su dva termodinamička sistema u ravnoteži sa trećim, onda su u ravnoteži i među sobom.

Nulti zakon se dobija iz nultog postulata termodinamike:

Postoje određena stanja jednostavnog termodinamičkog sistema (koja se nazivaju termodinamički ravnotežna stanja) u kojima je on potpuno određen unutrašnjom energijom (U), zapreminom (V) i brojem čestica svake od komponenti koje čine taj sistem (N₁,N₂, ... N₃).

Prvi zakon

Prvi zakon termodinamike se odnosi na održanje energije.

Promena unutrašnje energije zatvorenog termodinamičkog sistema jednaka je zbiru toplotne energije dodate sistemu i termodinamičkog rada primenjenog na sistem.

Prvi zakon termodinamike sledi iz prvog postulata termodinamike:

Postoji funkcija (koja se naziva entropija) ekstenzivnih parametara bilo kog kompozitnog sistema (sistema koji se sastoji od jedne ili više komponenti) koja je definisana za sva termodinamički ravnotežna stanja i za koju će pretpostavljeni parametari koji opisuju sistem, u odsustvu unutrašnjih ograničenja imati one vrednosti koje će maksimizovati ovu funkciju na mnogostrukosti ograničenoj ravnotežnim stanjima.

Drugi zakon

Drugi zakon termodinamike vezan je za definiciju entropije.

Ukupna entropija izolovanog termodinamičkog sistema se uvećava do svoje maksimalne vrednosti.

Drugi zakon se dobija iz drugog postulata termodinamike u kojem se definiše funkcija entropija:

Entropija je neprekidna, diferencijabilna i monotono rastuća funkcija energije. Entropija kompozitnog sistema je aditivna funkcija njegovih podsistema.

Treći zakon

Treći zakon termodinamike govori o nemogućnosti dostizanja apsolutne nule temperature.

Kada se sistem asimptotski približava temperaturnoj apsolutnoj nuli entropija teži svojoj minimalnoj vrednosti (nuli).

Treći zakon termodinamike je posledica trećeg postulata:

Na nultoj temperaturi (temperatura se definiše kao parcijalni izvod unutrašnje energije po entropiji, gde su svi ostali ekstenzivni parametri fiksirani) entropija je nula.

Vidi još

• Postulati termodinamike