Μάθημα : Φυσικοχημεία Ι (E 2024-25)

Μετά την παράθεση δύο εκδοχών του Δεύτερου Νόμου, τις αρχές του Kelvin και του Clausius, χρησιμοποιήσαμε τον κύκλο Carnot για να περιγράψουμε μια μηχανή κυκλικής και αντιστρεπτής λειτουργίας που ανταλλάσσει θερμότητα (q₁ και q₂) με δύο δεξαμενές σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες και έργο (w) με μια τρίτη δεξαμενή. Βασιζόμενοι στην ανεξαρτησία της απόδοσης της θερμικής μηχανής η = |w|/q₁=(q₁+q₂)/q₁ καταλήξαμε στο ότι τα q₁ και q₂ είναι ανάλογα της θερμοδυναμικής θερμοκρασίας και ότι υπάρχει μια καταστατική ιδιότητα των συστημάτων, η εντροπία S που ορίζεται ως dS = dq_rev/T.

Έτσι συμπληρώσαμε την θεμελιώδη εξίσωση ενός θερμοδυναμικού συστήματος ως dU = TdS - PdV. Αναφερθήκαμε στις παραγόμενες με αλλαγή μεταβλητών συναρτήσεις ενθαλπίας (H), ενέργειας Helmholtz (F) και ενέργειας Gibbs (G) και στις επακόλουθες σχέσεις Maxwell που προκύπτουν από εφαρμογή του κριτηρίου Euler στα διαφορικά των U, H, F και G. Ορίσαμε τους συντελεστές διαστολής και συμπιεστότητας.

Καταγραφή διαλέξεως: 2η ώρα

Βιβλιογραφία:
Κατσάνος: 86-90
Γιαννακόπουλος: 67-83
Άτκινς: 79-87

Άσκηση 12. Δίνεται η θεμελιώδης εξίσωση ενός θερμοδυναμικού συστήματος U = AnS^3/2V^-3/2, όπου Α κατάλληλη σταθερά. Να γράψετε την έκφραση για το διαφορικό της εσωτερικής ενέργειας συναρτήσει των μεταβλητών S και V. Να βρείτε την τιμή της πιέσεως, της θερμοκρασίας και του αδιαβατικού συντελεστή συμπιεστότητας αυτού του συστήματος [κ_S = -1/V (∂V/∂P)_S]. Να επαληθεύσετε ότι ισχύει το κριτήριο Euler για την συνάρτηση U.