Termodünaamiline tasakaal

Allikas: Vikipeedia
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti

Termodünaamiline tasakaal on termodünaamilise süsteemi stabiilne olek, mille puhul süsteemis ei toimu mingeid makroskoopilisi muutusi (aine- ja energiavood väliskeskkonnast eraldatud süsteemi sees ei muutu) ja olekuparameetridtemperatuur, rõhk ja ruumala (maht) – jäävad ajas muutumatuks.

Püsivates välistingimustes olevas süsteemis saabub termiline tasakaal relaksatsiooni tõttu. Kui välistingimused ei muutu, siis süsteem iseenesest sellest enam ei välju.[1]

Tasakaalutingimused[muuda | muuda lähteteksti]

Selleks et süsteem saaks olla termodünaamilises tasakaalus, peavad olema täidetud termilise, mehaanilise ja keemilise tasakaalu tingimused:

  • termilise tasakaalu eelduseks on makroskoopiliste soojusvoogude puudumine süsteemis; selleks peab temperatuur olema süsteemi ulatuses ühesugune;
  • mehaaniline tasakaal eeldab, et üks makroskoopiline osasüsteem ei mõjuta teist osasüsteemi; sel juhul on rõhk kogu süsteemi ulatuses ühesugune ja süsteemile ei mõju välised väljad;
  • keemiline tasakaal eeldab, et eri faasiolekutest koosneva süsteemi koostis jääb muutumatuks; sel juhul on faaside keemilised potentsiaalid võrdsed; kui süsteemile mõjub elektriväli), siis on elektrokeemilise tasakaalu eelduseks elektrokeemilise potentsiaali konstantsus.

Tasakaalutingimused eri süsteemides[muuda | muuda lähteteksti]

Suletud süsteem[muuda | muuda lähteteksti]

Suletud süsteem on termodünaamilises tasakaalus, kui selle entroopia on maksimaalne; vastavalt diferentsiaal

.

Kindla mahuga ja kindla temperatuuriga süsteem[muuda | muuda lähteteksti]

Süsteemis, millele on väljastpoolt ette antud konstantne maht ja konstantne temperatuur , on vabaenergia minimaalne; siin on siseenergia ja osakeste arv. Kuna diferentsiaal

,

sest , siis järelikult ka .

Kindla rõhuga ja kindla temperatuuriga süsteem[muuda | muuda lähteteksti]

Süsteemis, millele on väljastpoolt ette antud konstantne rõhk ja konstantne temperatuur , on Gibbs vaba entalpia minimaalne. Kuna diferentsiaal

,

sest , siis järelikult ka .

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. ENE 9. köide, 1996