Podstawowe pojęcia i definicje

Układ termodynamiczny to część przestrzeni materialnej oddzielona od otoczenia rzeczywistą lub abstrakcyjną granicą.



Jest to dowolny układ makroskopowy charakteryzujący się określonymi własnościami i mierzalnymi parametrami zależnymi od temperatury, ciśnienia oraz innych nałożonych warunków.
W zależności od wzajemnego oddziaływania układu z otoczeniem wyróżnia się:
  • układ otwarty – wymiana masy i energii,
  • układ zamknięty – wymiana tylko energii,
  • układ izolowany – brak wymiany,
  • układ izolowany adiabatycznie – brak przepływu ciepła.





Cechą charakterystyczną układu jest stan termodynamiczny układu opisany następującymi parametrami stanu:
  • ciśnienie p,
  • objętość V,
  • temperatura T,
  • liczność materii, czyli liczba moli n.
Parametry stanu są powiązane równaniem Clapeyrona:
pV=nRT.

Wielkość fizyczna, która zależy od stanu układu, od wszystkich opisujących go parametrów, to funkcja stanu. Jej wartość zależy wyłącznie od aktualnego stanu układu, nie zależy od jego historii.
Najważniejszą funkcją stanu jest energia wewnętrzna układu U.

Ciepło to ta część energii wewnętrznej, która samorzutnie przechodzi od ciała cieplejszego do chłodniejszego. Kontakt termiczny jest warunkiem koniecznym przepływu ciepła.
Praca rozumiana jako zmiana energii mechanicznej ciała jest też funkcją stanu.

Praca to część energii mechanicznej, która zostaje zamieniona na wewnętrzną lub powstaje z wewnętrznej.


Przemiana termodynamiczna to każda, dowolna zmiana stanu termodynamicznego układu fizycznego. Gdy w czasie procesu jeden z parametrów stanu ma wartość stałą to proces ten nazywa się izoprocesem.