Hvordan udleder man ligningstermodynamik?

The Zero Law of Termodynamics angiver, at hvis to systemer er i termisk ligevægt med et tredje system, så er de i termisk ligevægt med hinanden. Denne lov er baseret på den observation, at varme strømmer fra et varmere objekt til et koldere objekt, og aldrig omvendt.

Den første lov for termodynamikken siger, at energi ikke kan skabes eller ødelægges, kun overføres. Denne lov er baseret på den observation, at den samlede mængde energi i et isoleret system forbliver konstant, selvom energien overføres fra en form til en anden.

Den anden lov for termodynamikken anfører, at entropien i et lukket system altid stiger over tid. Denne lov er baseret på den observation, at uorden altid øges i et lukket system, og aldrig omvendt.

Disse tre love kan bruges til at udlede en række andre termodynamiske ligninger. For eksempel er ligningen for ændringen i entropi af et system:

$$\Delta S =\frac{\Delta Q}{T}$$

hvor $\Delta S$ er ændringen i entropi, $\Delta Q$ er den varme, der tilføres systemet, og $T$ er systemets temperatur.

Ligningen for ændringen i indre energi i et system er:

$$\Delta U =\Delta Q - \Delta W$$

hvor $\Delta U$ er ændringen i intern energi, $\Delta Q$ er den varme, der tilføres systemet, og $\Delta W$ er det arbejde, systemet udfører.

Ligningen for ændringen i Gibbs frie energi i et system er:

$$\Delta G =\Delta H - T\Delta S$$

hvor $\Delta G$ er ændringen i Gibbs frie energi, $\Delta H$ er ændringen i entalpi, $T$ er systemets temperatur, og $\Delta S$ er ændringen i entropi.

Disse ligninger er blot nogle få eksempler på de mange termodynamiske ligninger, der kan udledes af termodynamikkens love. Disse ligninger bruges til at studere en lang række fænomener, herunder opførsel af varmemotorer, køleskabe og kemiske reaktioner.