Свойства материала (термодинамика)

Термодинамика
Классическая тепловая машина Карно
ветви Классический Статистическая Химическая Квантовая термодинамика Равновесие  / Неравновесие
Законы Zeroth Первый Второй В третьих
Системы Закрытая система Изолированная система Состояние Уравнение состояния Идеальный газ Настоящий газ Состояние вопроса Фаза (материя) Равновесие Контрольный объем Инструменты Процессы Изобарический Изохорический Изотермический Адиабатический Изэнтропический Изентальпический Квазистатический Политропный Бесплатное расширение Обратимость Необратимость Необратимость Циклы Тепловые двигатели Тепловые насосы Термический КПД
Свойства системы Примечание: Сопряженные переменные в курсивом Диаграммы свойств Интенсивные и обширные свойства Функции процесса Работа Нагревать Функции государства Температура  / энтропия  ( введение ) Давление  / Объем Химический потенциал  / число частиц Качество пара Сниженные свойства
Свойства материала Базы данных недвижимости Удельная теплоемкость   ${\ displaystyle c =}$ ${\ displaystyle T}$ ${\ displaystyle \ partial S}$ ${\ displaystyle N}$ ${\ displaystyle \ partial T}$ Сжимаемость   ${\ displaystyle \ beta = -}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ partial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ partial p}$ Тепловое расширение   ${\ Displaystyle \ альфа =}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ partial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ partial T}$
Уравнения Теорема Карно Теорема Клаузиуса Фундаментальное отношение Закон идеального газа Максвелл отношения Взаимные отношения Онзагера Уравнения Бриджмена Таблица термодинамических уравнений
Потенциалы Свободная энергия Свободная энтропия
История Культура История Общий Энтропия Газовые законы Машины "вечный двигатель" Философия Энтропия и время Энтропия и жизнь Броуновская трещотка Демон Максвелла Парадокс тепловой смерти Парадокс лошмидта Синергетика Теории Теория калорийности Vis viva («живая сила») Механический эквивалент тепла Сила мотивации Ключевые публикации " Экспериментальное исследование... тепла " « О равновесии неоднородных веществ » « Размышления о движущей силе огня » Сроки Термодинамика Тепловые двигатели Изобразительное искусство Образование Термодинамическая поверхность Максвелла Энтропия как рассеивание энергии
Ученые Бернулли Больцман Карно Клапейрон Клаузиус Каратеодори Duhem Гиббс фон Гельмгольц Джоуль Максвелл фон Майер Онсагер Ренкин Смитон Шталь Томпсон Томсон ван дер Ваальс Waterston
Другой Зарождение Самостоятельная сборка Самоорганизация Порядок и беспорядок
Категория
v т е

Термодинамические свойства материалов - это интенсивные термодинамические параметры, специфичные для данного материала. Каждый из них напрямую связан с дифференциалом второго порядка термодинамического потенциала. Примеры простой однокомпонентной системы:

• Сжимаемость (или, наоборот, модуль объемной упругости )

• Изотермическая сжимаемость

${\ displaystyle \ kappa _ {T} = - {\ frac {1} {V}} \ left ({\ frac {\ partial V} {\ partial P}} \ right) _ {T} \ quad = - { \ frac {1} {V}} \, {\ frac {\ partial ^ {2} G} {\ partial P ^ {2}}}}$

• Адиабатическая сжимаемость

${\ displaystyle \ kappa _ {S} = - {\ frac {1} {V}} \ left ({\ frac {\ partial V} {\ partial P}} \ right) _ {S} \ quad = - { \ frac {1} {V}} \, {\ frac {\ partial ^ {2} H} {\ partial P ^ {2}}}}$

• Удельная теплоемкость (Примечание - обширный аналог - теплоемкость )

• Удельная теплоемкость при постоянном давлении

${\ displaystyle c_ {P} = {\ frac {T} {N}} \ left ({\ frac {\ partial S} {\ partial T}} \ right) _ {P} \ quad = - {\ frac { T} {N}} \, {\ frac {\ partial ^ {2} G} {\ partial T ^ {2}}}}$

• Удельная теплоемкость при постоянном объеме

${\ displaystyle c_ {V} = {\ frac {T} {N}} \ left ({\ frac {\ partial S} {\ partial T}} \ right) _ {V} \ quad = - {\ frac { T} {N}} \, {\ frac {\ partial ^ {2} A} {\ partial T ^ {2}}}}$

• Коэффициент теплового расширения

${\ displaystyle \ alpha = {\ frac {1} {V}} \ left ({\ frac {\ partial V} {\ partial T}} \ right) _ {P} \ quad = {\ frac {1} { V}} \, {\ frac {\ partial ^ {2} G} {\ partial P \ partial T}}}$

где P   - давление, V   - объем, T   - температура, S   - энтропия, N   - количество частиц.

Для однокомпонентной системы необходимы только три вторые производные, чтобы получить все остальные, и поэтому только три свойства материала необходимы для получения всех остальных. Для однокомпонентной системы «стандартными» тремя параметрами являются изотермическая сжимаемость, удельная теплоемкость при постоянном давлении и коэффициент теплового расширения. ${\ displaystyle \ kappa _ {T}}$${\ displaystyle c_ {P}}$${\ displaystyle \ alpha}$

Например, верны следующие уравнения:

${\ displaystyle c_ {P} = c_ {V} + {\ frac {TV \ alpha ^ {2}} {N \ kappa _ {T}}}}$

${\ displaystyle \ kappa _ {T} = \ kappa _ {S} + {\ frac {TV \ alpha ^ {2}} {Nc_ {P}}}}$

Три «стандартных» свойства фактически являются тремя возможными вторыми производными свободной энергии Гиббса по температуре и давлению. Более того, рассмотрение производных, таких как и связанных соотношений Шварца, показывает, что триплет свойств не является независимым. Фактически, одна функция свойства может быть задана как выражение двух других с точностью до значения эталонного состояния. ${\ displaystyle {\ frac {\ partial ^ {3} G} {\ partial P \ partial T ^ {2}}}}$

Второй принцип термодинамики влияет на знак некоторых термодинамических свойств, таких как изотермическая сжимаемость.

• Список свойств материалов (тепловые свойства)
• Коэффициент теплоемкости
• Статистическая механика
• Термодинамические уравнения
• Термодинамические базы данных чистых веществ
• Коэффициент теплопередачи
• Скрытая теплота
• Удельная теплота плавления (энтальпия плавления)
• Удельная теплота парообразования (энтальпия парообразования)
• Термическая масса

• Dortmund Банк данных является фактическим банком данных для термодинамических и теплофизических данных.

• Каллен, Герберт Б. (1985). Термодинамика и введение в термостатистику (2-е изд.). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. ISBN   0-471-86256-8.