Θερμοδυναμική: Βασικές Έννοιες και Νόμοι

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Ποια από τις παρακάτω εξισώσεις αντιπροσωπεύει τον Νόμο της θερμοδυναμικής που σχετίζεται με την εσωτερική ενέργεια;

G = H - TS

ΔU = Q + W

ΔU = Q - W (correct)

H = U + PV

Ποια είναι η κύρια έννοια της ελεύθερης ενέργειας Gibbs στις θερμοδυναμικές διεργασίες;

Είναι ίση με την εσωτερική ενέργεια σε υψηλές θερμοκρασίες.

Είναι πάντα θετική για τις αυθόρμητες διαδικασίες.

Δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.

Δείχνει αν μια διαδικασία μπορεί να συμβεί αυθόρμητα. (correct)

Ποιες από τις παρακάτω έννοιες χαρακτηρίζονται ως καταστάσεις συναρτήσεων;

Η εσωτερική ενέργεια και η ενθαλπία (correct)

Η θερμοκρασία και η πίεση

Η εντροπία και η ελεύθερη ενέργεια (correct)

Η θερμότητα και η εργασία

Ποιες από τις παρακάτω καταστάσεις περιγράφουν καλύτερα την έννοια της χημικής ισορροπίας;

Οι ταχύτητες της πρόοδου και της αντίστροφης αντίδρασης είναι ίσες. (D) Signup and view all the answers

Ποιές από τις παρακάτω διαδικασίες αποτελούν αυθόρμητες διαδικασίες;

Η συμπύκνωση ενός ατμού σε νερό. (A), Μια αντίδραση που απελευθερώνει ενέργεια χωρίς εξωτερική παρέμβαση. (C) Signup and view all the answers

Ποιος είναι ο ορισμός της εσωτερικής ενέργειας (U);

Η συνολική ενέργεια που περιέχεται σε ένα σύστημα. (A) Signup and view all the answers

Ποιο από τα παρακάτω περιγράφει καλύτερα τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής;

Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος θα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου. (B) Signup and view all the answers

Ποιος τύπος συστήματος δεν μπορεί να ανταλλάξει ούτε ύλη ούτε ενέργεια με το περιβάλλον;

Απομονωμένο σύστημα (A) Signup and view all the answers

Πώς μπορεί να οριστεί η ελεύθερη ενέργεια Gibbs (G);

G = H - TS (C) Signup and view all the answers

Ποιο χαρακτηριστικό αφορά σε μια ισοβαρή διαδικασία;

Η πίεση παραμένει σταθερή. (B) Signup and view all the answers

Ποια από τις παρακάτω περιγραφές αναφέρεται σε μία αδυναμία;

Η αλληλεπίδραση που δεν περιλαμβάνει θερμότητα. (A) Signup and view all the answers

Ποιο είναι το βασικό χαρακτηριστικό ενός θερμικού κινητήρα;

Μετατρέπει θερμική ενέργεια σε μηχανική εργασία. (A) Signup and view all the answers

Ποια είναι η βασική έννοια του κύκλου Carnot;

Είναι ο πιο αποτελεσματικός κύκλος που μπορεί να επιτευχθεί σε θερμικούς κινητήρες. (C) Signup and view all the answers

Study Notes

Fundamental Concepts

Thermodynamics studies energy transformations, focusing on macroscopic system properties, not microscopic details.
Key concepts include heat, work, temperature, internal energy, enthalpy, entropy, and free energy.
Thermodynamics laws govern energy behaviour in processes.

The Laws of Thermodynamics

First Law: Energy is conserved, only transformed. Change in internal energy (ΔU) equals heat added (Q) minus work done (W): ΔU = Q – W.
Second Law: Isolated system entropy always increases over time. Spontaneous processes increase entropy in isolated systems.
Third Law: Perfect crystal entropy is zero at absolute zero temperature.

Systems and Surroundings

System: The portion of the universe under study.
Surroundings: The rest of the universe interacting with the system.
Open system: Exchanges both matter and energy with surroundings.
Closed system: Exchanges energy but not matter with surroundings.
Isolated system: Exchanges neither matter nor energy with surroundings.

Processes

Isothermal: Constant temperature.
Adiabatic: No heat exchange with surroundings.
Isobaric: Constant pressure.
Isochoric: Constant volume.

Thermodynamic Properties

Internal energy (U): Total energy within a system.
Enthalpy (H): Thermodynamic potential useful at constant pressure: H = U + PV.
Entropy (S): Measure of disorder or randomness in a system; higher entropy means more disorder.
Gibbs free energy (G): Maximum reversible work a system can perform at constant temperature and pressure: G = H – TS.

Cycles

Carnot cycle: Theoretical thermodynamic cycle, describing maximum heat engine efficiency between two heat reservoirs; consists of two isothermal and two adiabatic processes.

Applications

Heat engines: Convert heat energy to mechanical work (e.g., internal combustion engines, steam turbines).
Heat pumps: Reverse heat engine direction, moving heat from cold to hot (e.g., refrigerators, air conditioners).
Chemical reactions: Thermodynamics predicts spontaneous reaction under given conditions.
Phase transitions: Thermodynamics explains phase changes (solid, liquid, gas) of substances.
Engineering designs: Thermodynamic principles are vital in efficient, reliable power plant and engine designs.

Key Equations

First Law: ΔU = Q – W
Enthalpy: H = U + PV
Gibbs free energy: G = H – TS

State Functions

Internal energy (U): Depends only on current system state, not path.
Enthalpy (H): Also a state function.
Entropy (S): A state function.
Gibbs free energy (G): A state function.

Equilibrium

Systems tend towards equilibrium with no net macroscopic changes.
Chemical equilibrium: Forward and reverse reaction rates are equal.

Spontaneous Processes

Spontaneous processes occur without external intervention.
Predicting spontaneity involves Gibbs free energy and the Second Law of thermodynamics.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Προσεγγίστε τη θερμοδυναμική με αυτές τις βασικές έννοιες και νόμους. Εξερευνήστε την ενέργεια και τους μετασχηματισμούς της, όπως η θερμότητα, η ενθαλπία, και η εντροπία. Ορίστε τα συστήματα και το περιβάλλον και κατανοήστε τους νόμους της θερμοδυναμικής.