Muka surat 1
Sistem termodinamik, seperti sistem fizikal lain, mempunyai jumlah tenaga tertentu, yang biasanya dipanggil tenaga dalaman sistem.
Sistem termodinamik dipanggil terpencil jika ia tidak dapat menukar sama ada tenaga atau jirim dengan persekitaran luaran. Contoh sistem sedemikian ialah gas yang dimasukkan ke dalam bekas dengan isipadu tetap. Sistem termodinamik dipanggil adiabatik jika ia tidak dapat menukar tenaga dengan sistem lain melalui pertukaran haba.
Sistem termodinamik ialah satu set jasad yang, pada satu darjah atau yang lain, boleh menukar tenaga dan jirim antara diri mereka dan persekitaran.
Sistem termodinamik dibahagikan kepada tertutup, yang tidak menukar jirim dengan sistem lain, dan terbuka, yang menukar jirim dan tenaga dengan sistem lain. Dalam kes di mana sistem tidak menukar tenaga dan jirim dengan sistem lain, ia dipanggil terpencil, dan apabila tiada pertukaran haba, sistem itu dipanggil adiabatik.
Sistem termodinamik boleh terdiri daripada campuran bahan tulen. Campuran (larutan) dipanggil homogen apabila komposisi kimia dan sifat fizikal dalam mana-mana zarah kecil adalah sama atau berubah secara berterusan dari satu titik sistem ke yang lain. Ketumpatan, tekanan dan suhu campuran homogen adalah sama pada sebarang titik. Contoh sistem homogen ialah isipadu air tertentu, komposisi kimianya adalah sama, tetapi sifat fizikal berbeza dari satu titik ke titik yang lain.
Sistem termodinamik dengan nisbah kuantitatif komponen tertentu dipanggil sistem fizikokimia tunggal.
Sistem termodinamik (badan makroskopik), bersama-sama dengan tenaga mekanikal E, juga mempunyai tenaga dalaman U, yang bergantung pada suhu, isipadu, tekanan dan parameter termodinamik lain.
Sistem termodinamik dipanggil tidak terpencil, atau terbuka, jika ia boleh menerima atau mengeluarkan haba kepada persekitaran dan menghasilkan kerja, dan persekitaran luaran boleh melakukan kerja pada sistem. Sesuatu sistem diasingkan, atau tertutup, jika ia tidak menukar haba dengan persekitaran, dan perubahan tekanan di dalam sistem tidak menjejaskan alam sekitar dan yang terakhir tidak dapat melaksanakan kerja pada sistem.
Sistem termodinamik terdiri daripada bilangan zarah yang besar secara statistik.
Di bawah keadaan luaran tertentu, sistem termodinamik (atau sistem terpencil) datang kepada keadaan yang dicirikan oleh ketekalan parameternya dari semasa ke semasa dan ketiadaan aliran jirim dan haba dalam sistem. Keadaan sistem ini dipanggil keseimbangan atau keadaan keseimbangan. Sistem tidak boleh keluar secara spontan daripada keadaan ini. Keadaan sistem di mana tidak ada keseimbangan dipanggil nonequilibrium. Proses peralihan sistem secara beransur-ansur daripada keadaan tidak seimbang yang disebabkan oleh pengaruh luar kepada keadaan keseimbangan dipanggil kelonggaran, dan tempoh masa untuk sistem kembali kepada keadaan keseimbangan dipanggil masa kelonggaran.
Dalam kes ini, sistem termodinamik melakukan kerja pengembangan dengan mengurangkan tenaga dalaman sistem.
Sistem termodinamik ialah objek kajian dalam termodinamik dan merupakan satu set jasad yang berinteraksi secara bertenaga antara satu sama lain dan persekitaran serta bertukar bahan dengannya.
Sistem termodinamik, dibiarkan sendiri dalam keadaan luaran yang berterusan, mencapai keadaan keseimbangan, dicirikan oleh ketekalan semua parameter dan ketiadaan pergerakan makroskopik. Keadaan sistem ini dipanggil keadaan keseimbangan termodinamik.
Sistem termodinamik dicirikan oleh bilangan pembolehubah bebas yang terhingga - kuantiti makroskopik yang dipanggil parameter termodinamik. Salah satu parameter makroskopik bebas sistem termodinamik, yang membezakannya daripada mekanikal, adalah suhu sebagai ukuran keamatan gerakan terma. Suhu badan boleh berubah disebabkan oleh pertukaran haba dengan persekitaran dan tindakan sumber haba dan akibat daripada proses ubah bentuk itu sendiri. Hubungan antara ubah bentuk dan suhu diwujudkan menggunakan termodinamik.
Sistem termodinamik ialah proses atau medium yang digunakan dalam analisis pemindahan tenaga. Sistem termodinamik- ialah mana-mana zon atau ruang yang dihadkan oleh sempadan sebenar atau khayalan yang dipilih untuk analisis tenaga dan perubahannya. Sempadannya mungkin tidak bergerak atau mudah alih.Gas dalam bekas logam adalah contoh sistem dengan sempadan tetap. Sekiranya perlu untuk menganalisis gas dalam silinder untuk, dinding kapal adalah sempadan tetap. Jika anda ingin menganalisis udara dalam belon, permukaan belon adalah sempadan yang bergerak. Jika anda memanaskan udara di dalam belon, dinding anjal belon akan meregang, dan sempadan sistem berubah apabila gas mengembang.
Ruang bersebelahan dengan sempadan dipanggil persekitaran. Semua orang ada sistem termodinamik terdapat persekitaran yang boleh menjadi sumber atau mengambilnya. Persekitaran juga mungkin melakukan kerja pada sistem atau mengalami operasi sistem.
Sistem boleh besar atau kecil, bergantung pada sempadan. Sebagai contoh, sistem mungkin meliputi keseluruhan sistem penyejukan atau gas dalam salah satu silinder pemampat. Ia mungkin wujud dalam vakum atau mungkin mengandungi beberapa fasa satu atau lebih bahan. Oleh itu, sistem sebenar mungkin mengandungi udara kering dan (dua bahan) atau air dan wap air(dua peringkat bahan yang sama). Sistem homogen terdiri daripada satu bahan, salah satu fasanya, atau campuran homogen beberapa komponen.
Terdapat sistem tertutup atau terbuka. Dalam yang tertutup, hanya tenaga yang melintasi sempadannya. Akibatnya, haba boleh bergerak merentasi sempadan sistem tertutup ke dalam persekitaran atau dari persekitaran ke dalam sistem.
Dalam sistem terbuka, kedua-dua tenaga dan jisim boleh dipindahkan dari sistem ke medium dan belakang. Apabila menganalisis pam dan penukar haba, sistem terbuka diperlukan kerana cecair mesti merentasi sempadan semasa analisis. Jika aliran jisim sistem terbuka adalah stabil dan seragam, maka ia dipanggil sistem terbuka dengan aliran malar. Aliran jisim menunjukkan sama ada ia terbuka atau tertutup.
negeri sistem termodinamik ditentukan oleh sifat fizikal sesuatu bahan. Suhu, tekanan, isipadu, tenaga dalaman, dan entropi adalah sifat yang menentukan keadaan di mana bahan wujud. Memandangkan keadaan sesuatu sistem ialah keadaan keseimbangan, ia hanya boleh ditentukan apabila sifat-sifat sistem itu stabil dan tidak lagi berubah.
Dengan kata lain, keadaan sesuatu sistem boleh digambarkan apabila ia berada dalam keseimbangan dengan persekitarannya.
Sistem termodinamik ialah sebarang sistem fizikal yang terdiri daripada sebilangan besar zarah - atom dan molekul, yang mengalami gerakan terma yang tidak berkesudahan dan, berinteraksi antara satu sama lain, bertukar tenaga. Sistem termodinamik sedemikian, dan yang paling mudah pada itu, adalah gas, molekulnya melakukan gerakan translasi dan putaran rawak dan menukar tenaga kinetik semasa perlanggaran. Pepejal juga merupakan sistem termodinamik.
dan bahan cecair. Molekul pepejal mengalami getaran rawak di sekeliling kedudukan keseimbangannya; pertukaran tenaga antara molekul berlaku kerana interaksi berterusan mereka, akibatnya anjakan satu molekul dari kedudukan keseimbangannya serta-merta dicerminkan dalam lokasi dan kelajuan pergerakan molekul tengah. Oleh kerana tenaga purata pergerakan terma molekul, mengikut formula (1.7) dan (1.8), berkaitan dengan suhu, suhu ialah kuantiti fizik yang paling penting yang mencirikan pelbagai keadaan sistem termodinamik. Sebagai tambahan kepada suhu, keadaan sistem sedemikian juga ditentukan oleh isipadu yang diduduki dan tekanan luaran atau daya luaran yang bertindak ke atas sistem.
Sifat penting sistem termodinamik ialah kewujudan keadaan keseimbangan di mana ia boleh kekal untuk masa yang lama dengan sewenang-wenangnya. Jika beberapa pengaruh luar dikenakan pada sistem termodinamik yang berada dalam salah satu keadaan keseimbangan dan kemudian ia dihentikan, maka sistem secara spontan beralih kepada keadaan keseimbangan yang baru. Walau bagaimanapun, perlu ditekankan bahawa kecenderungan untuk beralih kepada keadaan keseimbangan sentiasa beroperasi secara berterusan, walaupun pada masa sistem terdedah kepada pengaruh luar. Kecenderungan ini, atau lebih tepat lagi, kewujudan berterusan proses yang membawa kepada pencapaian keadaan keseimbangan, adalah ciri terpenting sistem termodinamik.
Bagi gas yang tertutup dalam bekas tertentu, keseimbangan ialah keadaan di mana suhu, tekanan dan ketumpatan (atau bilangan molekul per unit isipadu) dalam isipadu gas adalah sama di mana-mana. Jika pemanasan atau pemampatan tempatan disebabkan di mana-mana tempat dalam jumlah ini, maka proses penyamaan suhu dan tekanan akan bermula dalam sistem; proses ini akan terus berlaku selagi terdapat pengaruh luar, tetapi hanya selepas pemberhentian pengaruh ini proses penyamaan akan membawa sistem kepada keadaan keseimbangan yang baru.
Keadaan sistem termodinamik terpencil, yang, walaupun tiada pengaruh luar, tidak berterusan untuk jangka masa yang terhad, dipanggil tidak seimbang. Sistem ini, pada mulanya dalam keadaan bukan keseimbangan, beralih ke keadaan keseimbangan dari semasa ke semasa. Masa peralihan daripada keadaan bukan keseimbangan kepada keadaan keseimbangan dipanggil masa kelonggaran. Peralihan terbalik daripada keadaan keseimbangan kepada keadaan tidak seimbang boleh dilakukan dengan menggunakan pengaruh luar pada sistem. Khususnya, keadaan sistem dengan suhu yang berbeza di tempat yang berbeza adalah tiada keseimbangan; penyamaan suhu dalam gas, pepejal dan cecair ialah peralihan jasad ini kepada keadaan keseimbangan dengan suhu yang sama dalam isipadu jasad. Satu lagi contoh keadaan tidak seimbang boleh diberikan dengan mempertimbangkan sistem dua fasa yang terdiri daripada cecair dan wapnya. Jika terdapat wap tak tepu di atas permukaan cecair dalam bekas tertutup, maka keadaan sistem adalah tidak seimbang: bilangan molekul yang terlepas daripada cecair per unit masa adalah lebih besar daripada bilangan
molekul kembali daripada wap kepada cecair pada masa yang sama. Akibatnya, dari masa ke masa, bilangan molekul dalam keadaan wap meningkat (iaitu, ketumpatan wap meningkat) sehingga keadaan keseimbangan ditubuhkan dengan
Peralihan daripada keadaan tidak seimbang kepada keadaan keseimbangan dalam kebanyakan kes berlaku secara berterusan, dan kelajuan peralihan ini boleh diselaraskan dengan lancar menggunakan pengaruh luaran yang sesuai, menjadikan proses kelonggaran sama ada sangat cepat atau sangat perlahan. Sebagai contoh, dengan mengacau mekanikal anda boleh meningkatkan dengan ketara kadar penyamaan suhu dalam cecair atau gas; Dengan menyejukkan cecair, anda boleh membuat proses penyebaran bahan terlarut di dalamnya sangat perlahan, dsb.
Bagi sesetengah sistem, terdapat keadaan yang dipanggil metastabil, di mana sistem ini boleh kekal untuk masa yang agak lama, tetapi sebaik sahaja pengaruh luaran yang bersifat tertentu dikenakan ke atas sistem, peralihan mendadak spontan kepada keadaan keseimbangan berlaku. Dalam kes ini, pengaruh luar hanya membuka kemungkinan peralihan kepada keadaan keseimbangan. Sebagai contoh, air tulen yang mencukupi boleh dipanaskan pada suhu beberapa darjah di atas takat didih dengan bekalan haba yang perlahan. Keadaan air ini adalah metastabil; jika anda menggoncang air sedemikian (atau menambah sebilangan kecil zarah habuk - pusat pembentukan buih wap), ia mendidih dengan meletup dan suhunya turun secara tiba-tiba ke takat didih. Oleh itu, keadaan metastabil dicirikan oleh fakta bahawa apabila dikeluarkan dari keadaan ini, sistem bukan sahaja tidak kembali kepadanya, tetapi, sebaliknya, semakin menjauhinya, melompat ke dalam keadaan keseimbangan yang sedia ada untuk sistem ini.
Definisi 1
Sistem termodinamik ialah koleksi dan ketekalan badan fizikal makroskopik yang sentiasa berinteraksi antara satu sama lain dan dengan unsur lain, bertukar tenaga dengannya.
Dalam termodinamik, mereka biasanya memahami sistem sebagai bentuk fizikal makroskopik yang terdiri daripada sejumlah besar zarah yang tidak membayangkan penggunaan penunjuk makroskopik untuk menggambarkan setiap elemen individu. Tiada sekatan tertentu dalam sifat badan material yang merupakan komponen konstituen konsep tersebut. Mereka boleh diwakili sebagai atom, molekul, elektron, ion dan foton
Sistem termodinamik datang dalam tiga jenis utama:
- terpencil - tiada pertukaran dengan jirim atau tenaga dengan alam sekitar;
- tertutup - badan tidak saling berkaitan dengan alam sekitar;
- terbuka - terdapat pertukaran tenaga dan jisim dengan ruang luar.
Tenaga mana-mana sistem termodinamik boleh dibahagikan kepada tenaga yang bergantung kepada kedudukan dan pergerakan sistem, serta tenaga yang ditentukan oleh pergerakan dan interaksi zarah mikro yang membentuk konsep. Bahagian kedua dipanggil dalam fizik tenaga dalaman sistem.
Ciri-ciri sistem termodinamik
Rajah 1. Jenis sistem termodinamik. Pengarang24 - pertukaran hasil kerja pelajar dalam talian
Nota 1
Ciri-ciri tersendiri sistem dalam termodinamik boleh menjadi sebarang objek yang diperhatikan tanpa menggunakan mikroskop dan teleskop.
Untuk memberikan penerangan lengkap tentang konsep sedemikian, adalah perlu untuk memilih butiran makroskopik yang melaluinya adalah mungkin untuk menentukan dengan tepat tekanan, isipadu, suhu, aruhan magnet, polarisasi elektrik, komposisi kimia, dan jisim komponen bergerak.
Bagi mana-mana sistem termodinamik terdapat had bersyarat atau nyata yang memisahkannya daripada persekitaran. Sebaliknya, mereka sering mempertimbangkan konsep termostat, yang dicirikan oleh kapasiti haba yang tinggi sehingga dalam kes pertukaran haba dengan konsep yang dianalisis, parameter suhu kekal tidak berubah.
Bergantung pada sifat umum interaksi sistem termodinamik dengan persekitaran, adalah lazim untuk membezakan:
- spesies terpencil yang tidak bertukar sama ada jirim atau tenaga dengan persekitaran luaran;
- diasingkan secara adiabatik - sistem yang tidak menukar jirim dengan persekitaran luaran, tetapi memasuki pertukaran tenaga;
- sistem tertutup - mereka yang tidak bertukar dengan jirim hanya dibenarkan sedikit perubahan dalam nilai tenaga dalaman;
- sistem terbuka - yang dicirikan oleh pemindahan tenaga dan jirim yang lengkap;
- sebahagian terbuka - mempunyai sekatan separa telap, oleh itu mereka tidak mengambil bahagian sepenuhnya dalam pertukaran bahan.
Bergantung kepada rumusan, makna konsep termodinamik boleh dibahagikan kepada pilihan mudah dan kompleks.
Tenaga dalaman sistem dalam termodinamik
Rajah 2. Tenaga dalaman sistem termodinamik. Pengarang24 - pertukaran hasil kerja pelajar dalam talian
Nota 2
Penunjuk termodinamik utama, yang secara langsung bergantung pada jisim sistem, termasuk tenaga dalaman.
Ia termasuk tenaga kinetik akibat pergerakan zarah asas jirim, serta tenaga potensi yang muncul semasa interaksi molekul antara satu sama lain. Parameter ini sentiasa tidak jelas. Iaitu, makna dan realisasi tenaga dalaman adalah tetap apabila konsep itu berada dalam keadaan yang dikehendaki, tanpa mengira kaedah yang mana kedudukan ini dicapai.
Dalam sistem yang komposisi kimianya kekal tidak berubah semasa transformasi tenaga, apabila menentukan tenaga dalaman adalah penting untuk mengambil kira hanya tenaga gerakan haba zarah bahan.
Contoh yang baik bagi sistem sedemikian dalam termodinamik ialah gas ideal. Tenaga bebas ialah sejumlah kerja tertentu yang boleh dilakukan oleh badan fizikal dalam proses boleh balik isoterma, atau tenaga bebas mewakili fungsi maksimum yang mungkin yang boleh dilakukan oleh sesuatu konsep, yang memiliki bekalan tenaga dalaman yang ketara. Tenaga dalaman sistem adalah sama dengan jumlah tegangan terikat dan bebas.
Definisi 2
Tenaga terikat ialah sebahagian daripada tenaga dalaman yang tidak mampu bertukar menjadi kerja secara bebas - ini adalah elemen tenaga dalaman yang diturunkan nilai.
Pada suhu yang sama, parameter ini meningkat dengan peningkatan entropi. Oleh itu, entropi sistem termodinamik adalah ukuran penyediaan tenaga awalnya. Dalam termodinamik terdapat definisi lain - kehilangan tenaga dalam sistem terpencil yang stabil
Proses boleh balik ialah proses termodinamik yang boleh diteruskan dengan pantas dalam kedua-dua arah songsang dan hadapan, melalui kedudukan perantaraan yang sama, dengan konsep akhirnya kembali kepada keadaan asalnya tanpa menggunakan tenaga dalaman, dan tiada perubahan makroskopik kekal di sekeliling. angkasa lepas.
Proses boleh balik menghasilkan kerja maksimum. Dalam amalan, adalah mustahil untuk mendapatkan hasil terbaik daripada sistem. Ini memberikan kepentingan teori kepada fenomena boleh balik, yang berjalan secara perlahan-lahan dan hanya boleh didekati pada jarak yang dekat.
Definisi 3
Dalam sains, tidak boleh diterbalikkan ialah proses yang tidak boleh dijalankan dalam arah yang bertentangan melalui keadaan perantaraan yang sama.
Semua fenomena sebenar tidak dapat dipulihkan dalam apa jua keadaan. Contoh kesan tersebut ialah resapan terma, resapan, aliran likat, dan pengaliran terma. Peralihan tenaga kinetik dan dalaman gerakan makroskopik melalui geseran berterusan ke dalam haba, iaitu, ke dalam sistem itu sendiri, adalah proses yang tidak dapat dipulihkan.
Pembolehubah Keadaan Sistem
Keadaan mana-mana sistem termodinamik boleh ditentukan oleh gabungan semasa ciri atau sifatnya. Semua pembolehubah baru yang ditentukan sepenuhnya hanya pada masa tertentu dan tidak bergantung pada bagaimana sebenarnya konsep itu datang ke kedudukan ini dipanggil parameter termodinamik keadaan atau fungsi asas ruang.
Dalam termodinamik, sistem dianggap pegun jika nilai pembolehubah kekal stabil dan tidak berubah dari semasa ke semasa. Salah satu pilihan untuk keadaan pegun ialah keseimbangan termodinamik. Mana-mana, walaupun yang paling tidak penting, perubahan dalam konsep itu sudahpun merupakan proses fizikal, jadi ia boleh mengandungi daripada satu kepada beberapa penunjuk keadaan berubah-ubah. Urutan di mana keadaan sistem secara sistematik berubah menjadi satu sama lain dipanggil "laluan proses."
Malangnya, kekeliruan dengan istilah dan penerangan terperinci masih wujud, kerana pembolehubah yang sama dalam termodinamik boleh sama ada bebas atau hasil daripada penambahan beberapa fungsi sistem sekaligus. Oleh itu, istilah seperti "parameter keadaan", "fungsi keadaan", "pembolehubah keadaan" kadangkala boleh dianggap sebagai sinonim.
pengenalan. 2
Termodinamik. Konsep umum. 3
Konsep sistem termodinamik.. 4
Jenis sistem termodinamik.. 6
Proses termodinamik.. 7
Proses boleh balik dan tidak boleh balik.. 7
Tenaga dalaman sistem.. 10
Hukum sifar termodinamik.. 11
Undang-undang pertama termodinamik.. 12
Hukum kedua termodinamik.. 14
Hukum ketiga termodinamik... 16
Akibat. 17
Ketidakupayaan suhu sifar mutlak. 17
Kelakuan pekali termodinamik. 17
pengenalan
Kami sentiasa menghadapi bukan sahaja pergerakan mekanikal, tetapi juga fenomena haba yang dikaitkan dengan perubahan suhu badan atau peralihan bahan ke dalam keadaan pengagregatan yang berbeza - cecair, gas atau pepejal.
Proses terma adalah sangat penting untuk kewujudan kehidupan di Bumi, kerana protein mampu melakukan aktiviti penting hanya dalam julat suhu tertentu. Kehidupan di Bumi bergantung kepada suhu persekitaran.
Orang ramai mencapai kemerdekaan relatif daripada alam sekitar selepas mereka belajar membuat api. Ini adalah salah satu penemuan terbesar fajar manusia.
Termodinamik ialah sains fenomena haba yang tidak mengambil kira struktur molekul badan. Undang-undang termodinamik dan aplikasinya akan dibincangkan dalam esei ini.
Termodinamik. Konsep umum
Prinsip-prinsip termodinamik ialah satu set postulat yang mendasari termodinamik. Peruntukan ini diwujudkan hasil penyelidikan saintifik dan telah dibuktikan secara eksperimen. Ia diterima sebagai postulat supaya termodinamik boleh dibina secara aksiomatik.
Keperluan untuk prinsip termodinamik adalah disebabkan oleh fakta bahawa termodinamik menerangkan parameter makroskopik sistem tanpa andaian khusus mengenai struktur mikroskopiknya. Fizik statistik memperkatakan isu struktur dalaman.
Prinsip-prinsip termodinamik adalah bebas, iaitu, tiada satu pun daripadanya boleh diperoleh daripada prinsip lain.
Senarai prinsip termodinamik
· Undang-undang pertama termodinamik ialah undang-undang pemuliharaan tenaga seperti yang digunakan untuk sistem termodinamik.
· Undang-undang kedua termodinamik mengenakan sekatan ke atas arah proses termodinamik, melarang pemindahan haba secara spontan daripada jasad yang kurang panas kepada badan yang lebih panas. Juga dirumuskan sebagai hukum peningkatan entropi.
· Hukum ketiga termodinamik memberitahu bagaimana entropi berkelakuan menghampiri suhu sifar mutlak.
· Hukum sifar (atau umum) termodinamik kadangkala dipanggil prinsip yang mengikutnya sistem tertutup, tanpa mengira keadaan awal, akhirnya mencapai keadaan keseimbangan termodinamik dan tidak boleh meninggalkannya sendiri.
Konsep sistem termodinamik
Sistem termodinamik ialah sebarang sistem fizikal yang terdiri daripada sebilangan besar zarah-atom dan molekul yang mengalami gerakan terma yang tidak berkesudahan dan berinteraksi antara satu sama lain dan bertukar tenaga. Sistem termodinamik sedemikian, dan yang paling mudah pada itu, adalah gas, molekul-molekulnya mengalami pergerakan translasi dan putaran rawak dan bertukar tenaga kinetik semasa perlanggaran. Bahan pepejal dan cecair juga merupakan sistem termodinamik.
Molekul pepejal mengalami getaran rawak di sekeliling kedudukan keseimbangannya, pertukaran tenaga antara molekul berlaku disebabkan oleh interaksi berterusan mereka, akibatnya anjakan satu molekul dari kedudukan keseimbangannya serta-merta dicerminkan dalam lokasi dan kelajuan pergerakan jiran. molekul. Oleh kerana tenaga purata pergerakan terma molekul berkaitan dengan suhu, suhu adalah kuantiti fizik yang paling penting yang mencirikan pelbagai keadaan sistem termodinamik. Sebagai tambahan kepada suhu, keadaan sistem sedemikian juga ditentukan oleh isipadu yang diduduki dan tekanan luaran atau daya luaran yang bertindak ke atas sistem.
Sifat penting sistem termodinamik ialah kewujudan keadaan keseimbangan di mana ia boleh kekal untuk sebarang tempoh masa. Jika beberapa pengaruh luar dikenakan pada sistem termodinamik yang berada dalam salah satu keadaan keseimbangan dan kemudian ia dihentikan, maka sistem secara spontan beralih kepada keadaan keseimbangan yang baru. Walau bagaimanapun, perlu ditekankan bahawa kecenderungan untuk beralih kepada keadaan keseimbangan adalah sentiasa dan berterusan aktif, walaupun di luar masa apabila sistem terdedah kepada pengaruh luar.
Kecenderungan ini, atau lebih tepat lagi, kewujudan berterusan proses yang membawa kepada pencapaian keadaan keseimbangan, adalah ciri terpenting sistem termodinamik.
Keadaan sistem termodinamik terpencil, yang, walaupun tiada pengaruh luar, tidak kekal dalam tempoh masa yang terhad, dipanggil tiada keseimbangan. Sistem ini, pada mulanya dalam keadaan bukan keseimbangan, beralih ke keadaan keseimbangan dari semasa ke semasa. Masa peralihan daripada keadaan bukan keseimbangan kepada keadaan keseimbangan dipanggil masa kelonggaran. Peralihan terbalik daripada keadaan keseimbangan kepada keadaan tidak seimbang boleh dilakukan dengan menggunakan pengaruh luar pada sistem.
Khususnya, keadaan sistem dengan suhu yang berbeza di tempat yang berbeza adalah tiada keseimbangan t 0 dalam gas, pepejal dan cecair ialah peralihan jasad ini kepada keadaan keseimbangan dengan t 0 yang sama dalam isipadu jasad. Satu lagi contoh keadaan tidak seimbang boleh diberikan dengan mempertimbangkan sistem dua fasa yang terdiri daripada cecair dan wapnya. Jika terdapat wap tak tepu di atas permukaan cecair dalam bekas tertutup, maka keadaan sistem adalah tidak seimbang: bilangan molekul yang terlepas daripada cecair per unit masa adalah lebih besar daripada bilangan molekul yang kembali daripada wap kepada cecair. dalam masa yang sama. Akibatnya, dari masa ke masa, bilangan molekul dalam keadaan wap meningkat sehingga keadaan keseimbangan ditubuhkan.
Peralihan daripada keadaan keseimbangan kepada keadaan keseimbangan dalam kebanyakan kes berlaku secara berterusan, dan kelajuan peralihan ini boleh diselaraskan dengan lancar menggunakan pengaruh luar yang sesuai, menjadikan proses kelonggaran sama ada sangat cepat atau sangat perlahan. Sebagai contoh, dengan mengacau mekanikal anda boleh meningkatkan kadar penyamaan suhu dengan ketara dalam cecair atau gas dengan menyejukkan cecair, anda boleh membuat proses resapan bahan terlarut di dalamnya sangat perlahan.