Termodinámica del equilibrio

Termodinámica
La clásica máquina térmica de Carnot
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Leyes Cero Primero Segundo Tercero
Sistemas Sistema cerrado Sistema abierto Sistema aislado Estado Ecuación de estado Gas ideal Gas real Estado de la materia Fase (materia) Equilibrio Controlar el volumen Instrumentos Procesos Isobárico Isocórico Isotermal Adiabático Isentrópico Isentálpico Cuasistático Politrópico Expansión libre Reversibilidad Irreversibilidad Endorreversibilidad Ciclos Motores térmicos Bombas de calor Eficiencia térmica
Propiedades del sistema Nota: Variables conjugadas en cursiva Diagramas de propiedades Propiedades intensivas y extensivas Funciones del proceso Trabajar Calor Funciones del estado Temperatura  / Entropía  ( introducción ) Presión  / Volumen Potencial químico  / Número de partículas Calidad del vapor Propiedades reducidas
Propiedades del material Bases de datos de propiedades Capacidad calorífica específica  ${\estilo de visualización c=}$ ${\estilo de visualización T}$ ${\displaystyle \s parcial}$ ${\estilo de visualización N}$ ${\displaystyle \parcial T}$ Compresibilidad  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\estilo de visualización 1}$ ${\displaystyle \V parcial}$ ${\estilo de visualización V}$ ${\displaystyle \p parcial}$ Expansión térmica  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\estilo de visualización 1}$ ${\displaystyle \V parcial}$ ${\estilo de visualización V}$ ${\displaystyle \parcial T}$
Ecuaciones Teorema de Carnot Teorema de Clausius Relación fundamental Ley de los gases ideales Relaciones de Maxwell Relaciones recíprocas de Onsager Ecuaciones de Bridgman Tabla de ecuaciones termodinámicas
Potenciales Energía libre Entropía libre Energía interna ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpía ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energía libre de Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energía libre de Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Historia Cultura Historia General Entropía Leyes de los gases Máquinas de "movimiento perpetuo" Filosofía Entropía y tiempo Entropía y vida Trinquete browniano El demonio de Maxwell Paradoja de la muerte por calor La paradoja de Loschmidt Sinergética Teorías Teoría calórica Vis viva ("fuerza viva") Equivalente mecánico del calor Fuerza motriz Publicaciones clave Una investigación sobre la fuente... la fricción Sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas Reflections on the Motive Power of Fire Timelines Thermodynamics Heat engines Art Education Maxwell's thermodynamic surface Entropy as energy dispersal
Scientists Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Other Nucleation Self-assembly Self-organization Order and disorder
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La termodinámica del equilibrio es el estudio sistemático de las transformaciones de la materia y la energía en los sistemas en términos de un concepto llamado equilibrio termodinámico . La palabra equilibrio implica un estado de equilibrio. La termodinámica del equilibrio, en sus orígenes, deriva del análisis del ciclo de Carnot . Aquí, típicamente un sistema, como un cilindro de gas, inicialmente en su propio estado de equilibrio termodinámico interno, se desequilibra a través del aporte de calor de una reacción de combustión . Luego, a través de una serie de pasos, a medida que el sistema se asienta en su estado de equilibrio final, se extrae trabajo.

En un estado de equilibrio, los potenciales o fuerzas impulsoras dentro del sistema están en equilibrio exacto. Un objetivo central en la termodinámica del equilibrio es: dado un sistema en un estado inicial bien definido de equilibrio termodinámico , sujeto a restricciones especificadas con precisión, calcular, cuando las restricciones cambian por una intervención impuesta externamente , cuál será el estado del sistema una vez que haya alcanzado un nuevo equilibrio. Un estado de equilibrio se determina matemáticamente buscando los extremos de una función de potencial termodinámico, cuya naturaleza depende de las restricciones impuestas al sistema. Por ejemplo, una reacción química a temperatura y presión constantes alcanzará el equilibrio con un mínimo de la energía libre de Gibbs de sus componentes y un máximo de su entropía .

La termodinámica de equilibrio se diferencia de la termodinámica de no equilibrio en que, con esta última, el estado del sistema bajo investigación normalmente no será uniforme sino que variará localmente en aquellas distribuciones de energía, entropía y temperatura a medida que los gradientes son impuestos por flujos termodinámicos disipativos. En la termodinámica de equilibrio, por el contrario, el estado del sistema se considerará uniforme en su totalidad, definido macroscópicamente por cantidades tales como temperatura, presión o volumen. Los sistemas se estudian en términos de cambio de un estado de equilibrio a otro; dicho cambio se denomina proceso termodinámico .

La geometría de Ruppeiner es un tipo de geometría de la información que se utiliza para estudiar la termodinámica. Afirma que los sistemas termodinámicos pueden representarse mediante la geometría de Riemann y que las propiedades estadísticas pueden derivarse del modelo. Este modelo geométrico se basa en la idea de que existen estados de equilibrio que pueden representarse mediante puntos en superficies bidimensionales y que la distancia entre estos estados de equilibrio está relacionada con la fluctuación entre ellos.

• Termodinámica del no equilibrio
• Termodinámica

• Adkins, CJ (1983). Termodinámica del equilibrio, 3.ª edición . Cambridge: Cambridge University Press.
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• Kondepudi, D. y Prigogine, I. (2004). Termodinámica moderna: de los motores térmicos a las estructuras disipativas (libro de texto). Nueva York: John Wiley & Sons.
• Perrot, P. (1998). A a Z de la termodinámica (diccionario). Nueva York: Oxford University Press.