Termodinamikai állapotváltozás

Állapotváltozás a termodinamikában olyan folyamat, melynek során egy termodinamikai rendszer állapotát leíró jellemzőkben, az úgynevezett állapotjelzőkben változás következik be. Ilyen állapotjelző például a nyomás, hőmérséklet, fajlagos térfogat, entalpia, entrópia, belső energia. Az ideális gázok állapotváltozásai megfordíthatók, a reális gázok[1] állapotváltozásai azonban lehetnek irreverzibilisek[2].

Folyamatok konjugált változópárok szerintSzerkesztés

Mechanikai változók: nyomás és térfogatSzerkesztés

A nyomás-térfogat konjugált változópár változása a rendszeren vagy a rendszer által végzett munkával kapcsolatos.

Az állandó nyomású vagy állandó térfogatú állapotváltozáshoz hőközlésre vagy hőelvonásra van szükség.

Termikus változók: hőmérséklet és entrópiaSzerkesztés

A hőmérséklet-entrópia konjugált változópár változása a rendszer által felvett vagy leadott hővel kapcsolatos.

Anyagi változók: kémiai potenciál és részecskeszámSzerkesztés

Izentalpikus állapotváltozásSzerkesztés

Az izentalpikus folyamat során a rendszer entalpiája állandó.

Izentalpikus folyamat a fojtás (Joule–Thomson-effektus), amelyet szűk nyíláson, lefojtott szelepen vagy porózus anyagon átáramlás közben szenved el a gáz. A folyamat végén a hőtartalom (entalpia) megegyezik a kiinduló állapotéval, a nyomás lecsökken. A hőmérséklet ideális gázoknál változatlan, gőzöknél csökken az állapotváltozás során, az entrópia nő.

Politropikus állapotváltozásSzerkesztés

A politropikus állapotváltozásra igaz a   egyenlet, ahol   a nyomás,   a fajlagos térfogat,   a politropikus kitevő,   pedig konstans. Ez a legáltalánosabb állapotváltozás. A hőközlés a környezettel tetszőleges.

KvázisztatikusSzerkesztés

A kvázisztatikus állapotváltozás egy idealizált modell, amely végtelenül lassan megy végbe. Egy valós folyamat sem ilyen. Kvázisztatikus folyamat során a rendszer állapota az egyensúlyi állapothoz végtelenül közeli állapotokon megy keresztül

ForrásokSzerkesztés

  • Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.

További információkSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Termodinamikai állapotváltozás témájú médiaállományokat.
  • Bármely reális anyag bármely halmazállapota
  • Reális gázok, illetve anyagok állapotváltozásai is lehetnek reverzibilisek