थर्मोडायनामिक समीकरणों की तालिका: Difference between revisions
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Revision as of 16:36, 24 April 2023
थर्मोडायनामिक्स |
---|
यह लेख ऊष्मप्रवैगिकी में सामान्य समीकरण और भौतिक मात्रा का सारांश है (अधिक विस्तार के लिए ऊष्मप्रवैगिकी समीकरण देखें)।
परिभाषाएँ
नीचे दी गई कई परिभाषाएँ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी में भी उपयोग की जाती हैं।
सामान्य मूल मात्रा
मात्रा (सामान्य नाम) | (सामान्य) प्रतीक | एसआई इकाइयां | आयाम |
---|---|---|---|
अणुओं की संख्या | N | विमाहीन | विमाहीन |
मोल्स की संख्या | n | mol | [N] |
तापमान | T | K | [Θ] |
ऊष्मा ऊर्जा | Q, q | J | [M][L]2[T]−2 |
गुप्त ऊष्मा | QL | J | [M][L]2[T]−2 |
सामान्य व्युत्पन्न मात्रा
मात्रा (सामान्य नाम) | (सामान्य) प्रतीक | परिभाषित समीकरण | एसआई इकाइयां | आयाम |
---|---|---|---|---|
ऊष्मागतिकी बीटा, प्रतिलोम तापमान | β | J−1 | [T]2[M]−1[L]−2 | |
ऊष्मागतिकी तापमान | τ |
|
J | [M] [L]2 [T]−2 |
एन्ट्रॉपी | S |
, |
J K−1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 |
दाब | P |
|
Pa | M L−1T−2 |
आंतरिक ऊर्जा | U | J | [M][L]2[T]−2 | |
तापीय धारिता | H | J | [M][L]2[T]−2 | |
संवितरण फलन | Z | विमाहीन | विमाहीन | |
गिब्स मुक्त ऊर्जा | G | J | [M][L]2[T]−2 | |
रासायनिक विभव (एक मिश्रण में घटक) | μi |
, जहाँ F, N के समानुपाती नहीं है क्योंकि μi दाब पर निर्भर करता है।, जहाँ G, N के समानुपाती होता है (जब तक सिस्टम का मोलर अनुपात समान रहता है) क्योंकि μi केवल तापमान और दाब और संघटन पर निर्भर करता है। |
J | [M][L]2[T]−2 |
हेल्महोल्त्स मुक्त ऊर्जा | A, F | J | [M][L]2[T]−2 | |
लैंडौ क्षमता, लैंडौ मुक्त ऊर्जा, अपार क्षमता | Ω, ΦG | J | [M][L]2[T]−2 | |
मासीउ संभावित, हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त एन्ट्रापी | Φ | J K−1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
प्लैंक क्षमता, गिब्स मुक्त एन्ट्रापी | Ξ | J K−1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 |
पदार्थ के ऊष्मीय गुण
मात्रा (सामान्य नाम) | (सामान्य) प्रतीक | परिभाषित समीकरण | एसआई इकाइयां | आयाम |
---|---|---|---|---|
General heat/thermal capacity | C | J K −1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
Heat capacity (isobaric) | Cp | J K −1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
Specific heat capacity (isobaric) | Cmp | J kg−1 K−1 | [L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
Molar specific heat capacity (isobaric) | Cnp | J K −1 mol−1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 [N]−1 | |
Heat capacity (isochoric/volumetric) | CV | J K −1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
Specific heat capacity (isochoric) | CmV | J kg−1 K−1 | [L]2[T]−2 [Θ]−1 | |
Molar specific heat capacity (isochoric) | CnV | J K −1 mol−1 | [M][L]2[T]−2 [Θ]−1 [N]−1 | |
Specific latent heat | L | J kg−1 | [L]2[T]−2 | |
Ratio of isobaric to isochoric heat capacity, heat capacity ratio, adiabatic index | γ | विमाहीन | विमाहीन |
थर्मल ट्रांसफर
मात्रा (सामान्य नाम) | (सामान्य) प्रतीक | परिभाषित समीकरण | एसआई इकाइयां | आयाम |
---|---|---|---|---|
तापमान gradient | No standard symbol | K m−1 | [Θ][L]−1 | |
Thermal conduction rate, thermal current, thermal/heat flux, thermal power transfer | P | W = J s−1 | [M] [L]2 [T]−3 | |
Thermal intensity | I | W m−2 | [M] [T]−3 | |
Thermal/heat flux density (vector analogue of thermal intensity above) | q | W m−2 | [M] [T]−3 |
समीकरण
इस लेख के समीकरणों को विषय द्वारा वर्गीकृत किया गया है।
ऊष्मागतिक प्रक्रियाएं
Physical situation | Equations |
---|---|
Isentropic process (adiabatic and reversible) |
For an ideal gas |
Isothermal process |
For an ideal gas |
Isobaric process | p1 = p2, p = constant
|
Isochoric process | V1 = V2, V = constant
|
Free expansion | |
Work done by an expanding gas | Process
Net Work Done in Cyclic Processes |
गतिज सिद्धांत
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
Ideal gas law |
|
|
दाब of an ideal gas |
|
आदर्श गैस
Quantity | General Equation | Isobaric Δp = 0 |
Isochoric ΔV = 0 |
Isothermal ΔT = 0 |
Adiabatic |
---|---|---|---|---|---|
Work W |
|
||||
Heat Capacity C |
(as for real gas) | (for monatomic ideal gas)
|
(for monatomic ideal gas)
|
||
आंतरिक ऊर्जा ΔU |
|||||
तापीय धारिता ΔH |
|||||
एन्ट्रॉपी Δs |
[1] |
||||
Constant |
एंट्रॉपी
- , जहां kB बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक है, और Ω चरण स्थान में स्थूल अवस्था की मात्रा को दर्शाता है या अन्यथा ऊष्मागतिक संभाव्यता कहा जाता है।
- , केवल प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं के लिए
सांख्यिकीय भौतिकी
नीचे एक आदर्श गैस के लिए मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन वितरण से उपयोगी परिणाम और एंट्रॉपी मात्रा के निहितार्थ हैं। वितरण आदर्श गैस बनाने वाले परमाणुओं या अणुओं के लिए मान्य है।
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
Maxwell–Boltzmann distribution |
K2 is the Modified Bessel function of the second kind. |
Non-relativistic speeds
Relativistic speeds (Maxwell-Jüttner distribution) |
एन्ट्रॉपी Logarithm of the density of states |
|
where: |
एन्ट्रॉपी change |
| |
Entropic force | ||
Equipartition theorem | df = degree of freedom | Average kinetic energy per degree of freedom
आंतरिक ऊर्जा |
गैर-सापेक्षवादी मैक्सवेल-बोल्ट्जमान वितरण के परिणाम नीचे दिए गए हैं।
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
Mean speed | ||
Root mean square speed | ||
Modal speed | ||
Mean free path |
|
अर्ध-स्थैतिक और प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया | अर्ध-स्थैतिक और प्रतिवर्ती प्रक्रिया (ऊष्मागतिक्स) प्रक्रियाओं के लिए, ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम है:
जहाँ δQ तंत्र को आपूर्ति की गई ऊष्मा है और δW निकाय द्वारा किया गया कार्य है।
ऊष्मागतिक क्षमता
निम्नलिखित ऊर्जाओं को ऊष्मागतिक क्षमता कहा जाता है,
Name | Symbol | Formula | Natural variables |
---|---|---|---|
Internal energy | |||
Helmholtz free energy | |||
Enthalpy | |||
Gibbs free energy | |||
Landau potential, or grand potential |
, |
और संबंधित मूलभूत ऊष्मागतिक संबंध या मास्टर समीकरण[2] हैं:
Potential | Differential |
---|---|
आंतरिक ऊर्जा | |
तापीय धारिता | |
हेल्महोल्त्स मुक्त ऊर्जा | |
गिब्स मुक्त ऊर्जा |
मैक्सवेल के संबंध
मैक्सवेल के चार सबसे आम संबंध हैं:
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
ऊष्मागतिकीpotentials as functions of their natural variables |
|
अधिक संबंधों में निम्नलिखित शामिल हैं।
अन्य अंतर समीकरण हैं:
Name | H | U | G |
---|---|---|---|
Gibbs–Helmholtz equation | |||
क्वांटम गुण
- अप्रभेद्य कण
जहाँ N कणों की संख्या है, h प्लैंक नियतांक है, I जड़त्वाघूर्ण है, और Z विभिन्न रूपों में विभाजन फलन (सांख्यिकीय यांत्रिकी) है:
Degree of freedom | संवितरण फलन |
---|---|
Translation | |
Vibration | |
Rotation |
|
पदार्थ के ऊष्मीय गुण
Coefficients | Equation |
---|---|
Joule-Thomson coefficient | |
Compressibility (constant तापमान) | |
Coefficient of thermal expansion (constant दाब) | |
Heat capacity (constant दाब) | |
Heat capacity (constant volume) |
Derivation of heat capacity (constant दाब) |
---|
Since |
Derivation of heat capacity (constant volume) |
---|
Since (where δWrev is the work done by the system), |
तापीय स्थानांतरण
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
Net intensity emission/absorption |
|
|
आंतरिक ऊर्जा of a substance |
|
|
Meyer's equation |
|
|
Effective thermal conductivities |
|
Series
Parallel |
तापीय क्षमता
Physical situation | Nomenclature | Equations |
---|---|---|
ऊष्मागतिकीengines |
|
ऊष्मागतिकीengine:
Carnot engine efficiency: |
Refrigeration | K = coefficient of refrigeration performance | Refrigeration performance
Carnot refrigeration performance |
यह भी देखें
- एंटोनी समीकरण
- बेजान संख्या
- बोवेन अनुपात
- ब्रिजमैन के थर्मोडायनामिक समीकरण|ब्रिजमैन के समीकरण
- क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध
- प्रस्थान समारोह
- डुहेम-मार्ग्यूल्स समीकरण
- एहरेनफेस्ट समीकरण
- गिब्स-हेल्महोल्त्ज़ समीकरण
- चरण नियम
- कोप्प का नियम
- संबंधित राज्यों का नोरो-फ्रेनकेल नियम
- ऑनसेजर पारस्परिक संबंध
- स्टीफन संख्या
- ट्रिपल उत्पाद नियम
- सटीक अंतर
संदर्भ
- ↑ Keenan, Thermodynamics, Wiley, New York, 1947
- ↑ Physical chemistry, P.W. Atkins, Oxford University Press, 1978, ISBN 0 19 855148 7
- Atkins, Peter and de Paula, Julio Physical Chemistry, 7th edition, W.H. Freeman and Company, 2002 ISBN 0-7167-3539-3.
- Chapters 1–10, Part 1: "Equilibrium".
- Bridgman, P. W. (1 March 1914). "A Complete Collection of Thermodynamic Formulas". Physical Review. American Physical Society (APS). 3 (4): 273–281. doi:10.1103/physrev.3.273. ISSN 0031-899X.
- Landsberg, Peter T. Thermodynamics and Statistical Mechanics. New York: Dover Publications, Inc., 1990. (reprinted from Oxford University Press, 1978).
- Lewis, G.N., and Randall, M., "Thermodynamics", 2nd Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, 1961.
- Reichl, L.E., A Modern Course in Statistical Physics, 2nd edition, New York: John Wiley & Sons, 1998.
- Schroeder, Daniel V. Thermal Physics. San Francisco: Addison Wesley Longman, 2000 ISBN 0-201-38027-7.
- Silbey, Robert J., et al. Physical Chemistry, 4th ed. New Jersey: Wiley, 2004.
- Callen, Herbert B. (1985). Thermodynamics and an Introduction to Themostatistics, 2nd edition, New York: John Wiley & Sons.