Termodinamika

Termodinamika (iz starogrškega starogrško θερμη, therme - toplota in starogrško δυναμις, dynamis – sprememba, moč) je veja fizike, ki se ukvarja s toploto in temperaturo in njuno povezavo z energijo, delom, sevanjem in lastnostmi snovi. Obnašanje teh veličin urejajo štirje zakoni termodinamike, ki podajajo njihove kvantitativne opise z uporabo merljivih makroskopskih fizikalnih količin, lahko pa se jih razloži tudi s statistično mehaniko. Termodinamika je uporabna na zelo različnih področjih znanosti in inženirstva, zlasti v fizikalni kemiji, kemijskem inženirstvu in tudi na tako kompleksnih področjih kot je meteorologija.

Zgodovinsko se je termodinamika razvila iz želje po povečanju učinkovitosti zgodnjih parnih strojev. K razvoju je še zlasti veliko prispeval francoski fizik Nicolas Léonard Sadi Carnot (1824), ki je bil prepričan, da so učinkoviti stroji kjuč, ki lahko pripomore k zmagi Francije v napoleonskih vojnah.^[1] Škotsko-irski fizik Lord Kelvin je bil prvi, ki je izoblikoval jedrnato definicijo termodinamike (1854),^[2] ki se glasi: "Termodinamika je področje povezav toplote s silami, ki delujejo med sosednjimi deli teles, in povezav toplote z učinki električnega toka".

Termodinamika, ki se je sprva ukvarjala predvsem z mehanskimi toplotnimi stroji, se je že zelo zgodaj razširila na kemijske spojine in kemijske reakcije. Kemijska termodinamika preučuje lastnosti in vlogo entropije v kemijskih reakcijah in številnih drugih z njimi povezanimi področjih.^{[3][4][5][6][7][8][9][10][11]} Kasneje so nastale tudi druge formulacije. Statistična termodinamika ali statistična mehanika se ukvarja s statističnimi napovedmi kolektivnega gibanja delcev iz njihovega mikroskopskega obnašanja. Leta 1909 je Constantin Carathéodory predstavil tudi popolnoma matematičen pristop, ki se pogosto omenja kot geometrijska termodinamika.

1. ↑ Clausius, Rudolf (1850). On the Motive Power of Heat, and on the Laws which can be deduced from it for the 'Theory of Heat'. Poggendorff's Annalen der Physik, LXXIX (Dover Reprint). ISBN 978-0-486-59065-3.
2. ↑ William Thomson, LL.D. D.C.L., F.R.S. (1882). Mathematical and Physical Papers. 1. London, Cambridge: C.J. Clay, M.A. & Son, Cambridge University Press. str. 232.
3. ↑ Gibbs, Willard, J. (1874–1878). Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. III. New Haven. str. 108–248, 343–524.
4. ↑ Duhem, P.M.M. (1886). Le Potential Thermodynamique et ses Applications. Hermann, Pariz.
5. ↑ Lewis, Gilbert N., Randall, Merle (1923). Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances. McGraw-Hill Book Co. Inc.
6. ↑ Guggenheim, E.A. (1933). Modern Thermodynamics by the Methods of J.W. Gibbs. Methuen, London.
7. ↑ Guggenheim, E.A. (1949/1967). Thermodynamics. An Advanced Treatment for Chemists and Physicists, 1st edition 1949, 5th edition 1967, North-Holland, Amsterdam.
8. ↑ Ilya Prigogine, I., Defay, R. (1954). Chemical Thermodynamics. Longmans, Green & Co., London.
9. ↑ Enrico Fermi (1956). Thermodynamics. Courier Dover Publications. str. (ix). ISBN 978-0486603612. OCLC 230763036.
10. ↑ Perrot, Pierre (1998). A to Z of Thermodynamics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-856552-9. OCLC 123283342.
11. ↑ Clark, John, O.E. (2004). The Essential Dictionary of Science. Barnes & Noble Books. ISBN 978-0-7607-4616-5. OCLC 58732844.