थर्मोडायनामिक समीकरणों की तालिका

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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

Quantity (Common Name/s) (Common) Symbol/s Defining Equation SI Units Dimension
Thermodynamic beta, Inverse temperature β J−1 [T]2[M]−1[L]−2
Thermodynamic temperature τ

J [M] [L]2 [T]−2
Entropy S

,

J K−1 [M][L]2[T]−2 [Θ]−1
Pressure P

Pa M L−1T−2
Internal Energy U J [M][L]2[T]−2
Enthalpy H J [M][L]2[T]−2
Partition Function Z dimensionless dimensionless
Gibbs free energy G J [M][L]2[T]−2
Chemical potential (of

component i in a mixture)

μi

, where F is not proportional to N because μi depends on pressure. , where G is proportional to N (as long as the molar ratio composition of the system remains the same) because μi depends only on temperature and pressure and composition.

J [M][L]2[T]−2
Helmholtz free energy A, F J [M][L]2[T]−2
Landau potential, Landau Free Energy, Grand potential Ω, ΦG J [M][L]2[T]−2
Massieu Potential, Helmholtz free entropy Φ J K−1 [M][L]2[T]−2 [Θ]−1
Planck potential, Gibbs free entropy Ξ J K−1 [M][L]2[T]−2 [Θ]−1


पदार्थ के ऊष्मीय गुण

Quantity (common name/s) (Common) symbol/s Defining equation SI units Dimension
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 dimensionless dimensionless


थर्मल ट्रांसफर

Quantity (common name/s) (Common) symbol/s Defining equation SI units Dimension
Temperature 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

Ideal gas equations
Physical situation Nomenclature Equations
Ideal gas law

Pressure of an ideal gas
  • m = mass of one molecule
  • Mm = molar mass


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 diatomic ideal gas)


(for monatomic ideal gas)


(for diatomic ideal gas)

Internal Energy
ΔU








Enthalpy
ΔH
Entropy
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
  • v = velocity of atom/molecule,
  • m = mass of each molecule (all molecules are identical in kinetic theory),
  • γ(p) = Lorentz factor as function of momentum (see below)
  • Ratio of thermal to rest mass-energy of each molecule:

K2 is the Modified Bessel function of the second kind.

Non-relativistic speeds

Relativistic speeds (Maxwell-Jüttner distribution)

Entropy Logarithm of the density of states
  • Pi = probability of system in microstate i
  • Ω = total number of microstates

where:

Entropy change

Entropic force
Equipartition theorem df = degree of freedom Average kinetic energy per degree of freedom

Internal energy

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
  • σ = Effective cross-section
  • n = Volume density of number of target particles
  • = 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
Internal energy
Enthalpy
Helmholtz free energy
Gibbs free energy


मैक्सवेल के संबंध

मैक्सवेल के चार सबसे आम संबंध हैं:

Physical situation Nomenclature Equations
Thermodynamic potentials 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 Partition function
Translation
Vibration
Rotation


पदार्थ के ऊष्मीय गुण

Coefficients Equation
Joule-Thomson coefficient
Compressibility (constant temperature)
Coefficient of thermal expansion (constant pressure)
Heat capacity (constant pressure)
Heat capacity (constant volume)


तापीय स्थानांतरण

Physical situation Nomenclature Equations
Net intensity emission/absorption
  • Texternal = external temperature (outside of system)
  • Tsystem = internal temperature (inside system)
  • ε = emmisivity
Internal energy of a substance
  • CV = isovolumetric heat capacity of substance
  • ΔT = temperature change of substance
Meyer's equation
  • Cp = isobaric heat capacity
  • CV = isovolumetric heat capacity
  • n = number of moles
Effective thermal conductivities
  • λi = thermal conductivity of substance i
  • λnet = equivalent thermal conductivity
Series

Parallel


तापीय क्षमता

Physical situation Nomenclature Equations
Thermodynamic engines
  • η = efficiency
  • W = work done by engine
  • QH = heat energy in higher temperature reservoir
  • QL = heat energy in lower temperature reservoir
  • TH = temperature of higher temp. reservoir
  • TL = temperature of lower temp. reservoir
Thermodynamic engine:

Carnot engine efficiency:

Refrigeration K = coefficient of refrigeration performance Refrigeration performance

Carnot refrigeration performance

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Keenan, Thermodynamics, Wiley, New York, 1947
  2. 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.


बाहरी संबंध