Termodinamika je grana fizike koja proučava toplotne procese. Procesi razmjene toplote kao vrste energije, kao i njenog pretvaranja u drugi oblik energije su vrlo složeni, pa se uglavnom posmatraju pojave koje se odvijaju ravnotežno. Ti procesi se opisuju preko osnovnih veličina stanja: pritisak, temperatura i volumen.

Termodinamika se uglavnom bavi tekućim tvarima koje nemaju konstantnu gustoću, tj. ona je funkcija veličina stanja. Unutar nekog sistema odvijaju se promjene prelaska iz jednog u drugo stanje, tj. mjenjaju se veličine stanja, a cjeli proces se opisuje samo pomoću veličina na početku i na kraju. Također se proučavaju izmjene toplote između više sistema i promjene entalpije i entropije tih sistema.

Zakoni termodinamike

Nulti zakon termodinamike (definicija temperature)

Temperatura je skalarna veličina svojstvena termodinamičkim sistemima u ravnoteži, na takav način da je jednakost temperatura nužan uslov za termodinamičku ravnotežu. Nulti zakon termodinamike kaže da više sistema prepušteni sami sebi teže u postizanju ravnoteže : toplotne, hemijske, mehaničke, nakon nekog vremena .

Prvi zakon termodinamike – Zakon o očuvanju energije

Energija se ne može stvoriti ni iz čega niti se može uništiti, već se može samo prenijeti iz jednog oblika u drugi, ili s jednog tijela na drugo.

Alternativna formulacija glasi: nemoguće je napraviti stroj (perpetuum mobile) koji bi stvarao energiju ni iz čega.

Drugi zakon termodinamike

Nemoguć je proces u kome bi toplota spontano prelazila s tijela niže temperature na tijelo više temperature.

Alternativno se govori o gubicima rada zbog nepovratnosti procesa, tj. u realnim procesima je za povratak u početno stanje potrebno uložiti energiju. Ta nepovratnost se mjeri porastom entropije.

Treći zakon termodinamike

Nije moguće konačnim brojem procesa sniziti temperaturu bilo kojeg sistema na 0 K.

Sve entropije su iste na 0 K, i iznose nula (entropije svih sistema i podsistema teže jednakoj vrijednosti na 0 K).

Advertisements