N O Ţ I U N I T E R M O D I N A M I C E D E B A Z Ă

CONSERVAREA TERMODINAMICĂ A ENERGIEI

DEFINIŢIA TERMODINAMICII

• În termodinamică se studiază transferul energiei de la un sistem la altul şi convertirea ei dintr-o formă în alta stabilind relaţii între căldură, lucru mecanic, temperatură şi energie.

• În principiu, căldura reprezintă transferul unei forme de energie corespunzătoare efectuării unui lucru mecanic.

• Orice sistem fizic are tendinţa spontană de a evolua către o stare de echilibru cu proprietăţi caracterizate de parametri cum sunt: presiunea, temperatura, volumul, compoziţia chimică. (principiul echilibrului)

(Encyclopedia Britannica)

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Sistemul termodinamic (ST) este orice corp macroscopic sau sistem de corpuri, care are un număr extrem de mare, dar limitat, de particule.• În termodinamica clasică se studiază proprietăţile

ST doar în acord cu faptele experimentale.• În termodinamica statistică, se studiază

proprietăţile ST în funcţie de stările individuale ale particulelor din care este format ST. Se exprimă mărimile caracteristice ST în funcţie de medii ale mărimilor caracteristice particulelor.

• Parametrii termodinamici sunt mărimile fizice care caracterizează proprietăţile întregului ST la orice moment de timp.

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Parametri termodinamici:

• Intensivi: sunt funcţii de punct – presiunea şi temperatura au valori ce depind de poziţia punctului în care sunt

determinate.

• Extensivi (aditivi): nu sunt funcţii de punct – volumul

întregului ST este suma volumelor subsistemelor în care

poate fi împărţit egală cu suma valorilor corespunzătoare zonelor spaţiale în care poate fi împărţit gazul.

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Starea termodinamică – este determinată de condiţiile în care se află ST şi este caracterizată prin valorile parametrilor termodinamici.

• Dacă se schimbă condiţiile impuse de ME, atunci, în general, proprietăţile ST se schimbă şi, în consecinţă, se schimbă valorile parametrilor termodinamici.

• Parametrii termodinamici sunt independenţi dacă formează un set prin ale căror valori se caracterizează complet starea termodinamică.

• Starea de echilibru termodinamic este starea ST pentru care nu există tendinţa spontană de a se modifica. La echilibru termodinamic, parametri termodinamici au valori constante în timp.

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Transformarea de stare (procesul termodinamic)

este trecerea ST de la o stare de echilibru

termodinamic la altă stare de echilibru

termodinamic, datorită interacţiunilor mecanice (L)

şi termice (Q) ale ST cu ME.

Stare iniţială

(p1, V1, T1)

Stare finală

(p2, V2, T2)

L – prin deplasări

Q – prin contacte termice

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Procesul cvasistatic are loc foarte lent, cu viteze de variaţie ale parametrilor de stare atât de mici, încât stările intermediare prin care trece sistemul pot fi aproximate ca stări de echilibru. Ele sunt procese ideale şi pot fi reprezentate grafic.

V

p

p1

V1

1

2

V2

p2

ΔV

Δp i

;12

12

tt

VV

t

V

12

12

tt

pp

t

p

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Procesul necvasistatic sau nonstatic este trecerea sistemului prin stări care nu pot fi considerate de echilibru sau de echilibru aproximat.

• Procesul reversibil are loc cu revenirea sistemului în starea iniţială, trecând prin aceleaşi stări intermediare de echilibru, dacă se inversează variaţiile parametrilor de stare.

V

p

1

2

i

NOŢIUNI FUNDAMENTALE

• Procesul ciclic se

realizează cu revenirea

ST în starea iniţială fără

sa treacă prin aceleaşi

stări intermediare de

echilibru aproximat.

• Procesul ciclic reversibil se poate

desfăşura atât în sens

direct, cât şi în sens

invers.

V

p

1

2

A

B