Termodynamika: Zákony a procesy

• Termodynamika je obor, který se zabývá procesy zahrnujícími teplo, práci a přenos energie.

Nultý termodynamický zákon

• Pokud jsou objekty A a B odděleně v termální rovnováze s objektem C, pak jsou A a B v termální rovnováze navzájem.

První termodynamický zákon

• Změna vnitřní energie (∆U) uzavřeného systému se rovná teplu dodanému do systému (Q) minus práce vykonaná systémem (W).
• Vzorec: ∆U = Q - W

Termodynamické procesy

Izobarický proces

• Proces, který probíhá za konstantního tlaku.
• Vzorec: W = P∆V

Izochorický proces

• Proces, který probíhá za konstantního objemu.
• Vzorec: W = 0, ∆U = Q

Izotermický proces

• Proces, který probíhá za konstantní teploty.
• Vzorce: ∆U = 0, Q = W, W = nRT ln(V₂/V₁)

Adiabatický proces

• Proces, při kterém není teplo přenášeno do systému ani z něj.
• Vzorce: Q = 0, ∆U = -W, PVᵞ = konstanta, TV^(ᵞ-1) = konstanta, kde γ = C_P/C_V

Tepelné motory a druhý termodynamický zákon

Tepelný motor

• Zařízení, které přeměňuje tepelnou energii na mechanickou práci.
• Vzorce: Q_H = W + Q_C, W = Q_H - Q_C

Termální účinnost (e)

• Vzorec: e = W/Q_H = 1 - Q_C/Q_H

Druhý termodynamický zákon

• Celková entropie izolovaného systému může pouze růst v čase nebo zůstat konstantní v ideálních případech, kde je systém ve stabilním stavu nebo prochází reverzibilním procesem. Nemůže klesat.

Carnotův motor

• Teoretický motor, který pracuje s maximální možnou účinností.
• Vzorec: e_c = 1 - T_C/T_H

Entropie

• Míra neuspořádanosti systému.
• Vzorec: ∆S = Q/T

Třetí termodynamický zákon

• Jak se teplota blíží absolutní nule, entropie systému se blíží minimální nebo nulové hodnotě.