Sistem termodinamika

Sistem termodinamika adalah tubuh materi dan/atau radiasi, dibatasi dalam ruang oleh dinding, dengan permeabilitas tertentu, yang memisahkannya dari lingkungannya. Lingkungan mungkin termasuk sistem termodinamika lain, atau sistem fisik yang bukan sistem termodinamika. Sebuah dinding sistem termodinamika mungkin murni nosional, ketika digambarkan sebagai 'permeabel' untuk semua materi, semua radiasi, dan semua gaya. Keadaan sistem termodinamika dapat dijelaskan secara lengkap dalam beberapa cara berbeda, dengan beberapa set variabel keadaan termodinamika yang berbeda.

Sistem, lingkungan dan dinding batas keduanya

Termodinamika
Mesin panas klasik Carnot
Cabang Klasik Statistik Kimia Termodinamika kuantum Kesetimbangan / Tak setimbang
Hukum Kenol Pertama Kedua Ketiga
Sistem Keadaan Persamaan keadaan Gas ideal Gas nyata Wujud zat Kesetimbangan Volume kontrol Instrumen Proses Isobarik Isokorik Isotermis Adiabatik Isentropik Isentalpik Quasistatik Politropik Ekspansi bebas Reversibel Ireversibel Endoreversibilitas Siklus Mesin kalor Pompa kalor Efisiensi termal
Properti sistem Catatan: Variabel konjugat dengan huruf miring Diagram properti Sifat ekstensif dan intensif Fungsi proses Kerja Panas Fungsi keadaan Suhu / Entropi (Pendahuluan) Tekanan / Volume Potensi kimia / Nomor partikel Kualitas uap Properti tereduksi
Persamaan Teorema Carnot Teorema Clausius Hubungan dasar Hukum gas ideal Hubungan Maxwell Onsager reciprocal relations Persamaan Bridgman Tabel persamaan termodinamika
Potensial Energi bebas Entropi bebas Energi dalam ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpi ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energi bebas Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energi bebas Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Ilmuwan Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Buku Kategori Portal Termodinamika
l b s

Sistem termodinamika tunduk pada intervensi eksternal yang disebut operasi termodinamika; hal ini mengubah dinding sistem atau sekitarnya; akibatnya, sistem mengalami proses termodinamika sementara menurut prinsip-prinsip termodinamika. Operasi dan proses tersebut mempengaruhi perubahan keadaan termodinamika sistem.

Sistem termodinamika 'senyawa' dapat terdiri dari beberapa subsistem termodinamika sederhana, yang saling dipisahkan oleh satu atau beberapa dinding dengan permeabilitas tertentu. Seringkali lebih mudah untuk mempertimbangkan sistem senyawa seperti itu awalnya diisolasi dalam keadaan kesetimbangan termodinamika, kemudian dipengaruhi oleh operasi termodinamika peningkatan beberapa permeabilitas dinding antar-sub-sistem, untuk memulai proses termodinamika transien, sehingga menghasilkan hasil akhir. keadaan baru kesetimbangan termodinamika. Ide ini digunakan, dan mungkin diperkenalkan, oleh Carathéodory. Dalam sistem senyawa, awalnya terisolasi dalam keadaan kesetimbangan termodinamika, pengurangan permeabilitas dinding tidak mempengaruhi proses termodinamika, atau perubahan keadaan termodinamika. Perbedaan ini menyatakan Hukum kedua termodinamika. Ini menggambarkan bahwa peningkatan ukuran entropi meningkatkan penyebaran energi, karena peningkatan aksesibilitas keadaan mikro.^[1]

Dalam termodinamika kesetimbangan, keadaan sistem termodinamika adalah keadaan keseimbangan termodinamika, sebagai lawan dari keadaan non-kesetimbangan.

Menurut permeabilitas dinding suatu sistem, transfer energi dan materi terjadi antara sistem dan lingkungannya, yang dianggap tidak berubah dari waktu ke waktu, sampai keadaan kesetimbangan termodinamika tercapai. Satu-satunya keadaan yang dipertimbangkan dalam termodinamika kesetimbangan adalah keadaan kesetimbangan. Termodinamika klasik meliputi (a) termodinamika kesetimbangan; (b) sistem dipertimbangkan dalam hal urutan siklus proses daripada keadaan sistem; seperti itu secara historis penting dalam pengembangan konseptual subjek. Sistem yang dipertimbangkan dalam hal proses bertahan terus menerus yang dijelaskan oleh aliran tunak adalah penting dalam rekayasa.

Keberadaan keseimbangan termodinamika, yang mendefinisikan keadaan sistem termodinamika, adalah postulat termodinamika yang esensial, karakteristik, dan paling mendasar, meskipun jarang disebut sebagai hukum bernomor.^[2][3][4] Menurut Bailyn, pernyataan hukum nol termodinamika yang biasa dilatih adalah konsekuensi dari postulat fundamental ini.^[5] Pada kenyataannya, praktis tidak ada di alam yang berada dalam kesetimbangan termodinamika yang ketat, tetapi postulat kesetimbangan termodinamika sering memberikan idealisasi atau perkiraan yang sangat berguna, baik secara teoritis maupun eksperimental; eksperimen dapat memberikan skenario kesetimbangan termodinamika praktis.

Dalam termodinamika kesetimbangan, variabel keadaan tidak termasuk fluks karena dalam keadaan kesetimbangan termodinamika semua fluks memiliki nilai nol menurut definisi. Proses termodinamika kesetimbangan mungkin melibatkan fluks tetapi ini harus berhenti pada saat proses atau operasi termodinamika selesai membawa sistem ke keadaan termodinamika akhirnya. Termodinamika non-kesetimbangan memungkinkan variabel keadaannya untuk memasukkan fluks bukan-nol, yang menggambarkan transfer massa atau energi atau entropi antara sistem dan sekitarnya.^[6]

Pada tahun 1824 Sadi Carnot menggambarkan sistem termodinamika sebagai zat yang bekerja (seperti volume uap) dari setiap mesin panas yang diteliti.

Lihat pula

• Sistem dinamis
• Sistem energi
• Sistem terisolasi
• Sistem mekanis
• Sistem fisik
• Sistem kuantum
• Siklus termodinamika
• Proses termodinamika
• Sistem kuantum dua keadaan

Referensi

1. Guggenheim, E.A. (1949). Statistical basis of thermodynamics, Research: A Journal of Science and its Applications, 2, Butterworths, London, hlm. 450–454.
2. Bailyn, M. (1994). A Survey of Thermodynamics, American Institute of Physics Press, New York, ISBN 0-88318-797-3, hlm. 20.
3. Tisza, L. (1966). Generalized Thermodynamics, M.I.T Press, Cambridge MA, hlm. 119.
4. Marsland, R. III, Brown, H.R., Valente, G. (2015). Time and irreversibility in axiomatic thermodynamics, Am. J. Phys., 83(7): 628–634.
5. Bailyn, M. (1994). A Survey of Thermodynamics, American Institute of Physics Press, New York, ISBN 0-88318-797-3, hlm. 22.
6. Eu, B.C. (2002). Generalized Thermodynamics. The Thermodynamics of Irreversible Processes and Generalized Hydrodynamics, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN 1-4020-0788-4.

Bacaan lebih lanjut

• Abbott, M.M.; van Hess, H.G. (1989). Thermodynamics with Chemical Applications (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-2). McGraw Hill.
• Callen, H.B. (1960/1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, (edisi ke-1 1960) edisi ke-2 1985, Wiley, New York, ISBN 0-471-86256-8.
• Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl (2008). Fundamentals of Physics (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-8). Wiley.
• Moran, Michael J.; Shapiro, Howard N. (2008). Fundamentals of Engineering Thermodynamics (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-6). Wiley.