Termodinàmica

branca de la física que descriu els estats d'equilibri a nivell macroscòpic / From Wikipedia, the free encyclopedia

La termodinàmica (del grec θερμo-, thérmë, que significa "calor"[1] i δύναμις, dynamis, que significa "força")[1] és la branca de la física i la química que estudia els efectes dels canvis de la temperatura, pressió i volum dels sistemes físics a un nivell macroscòpic. Aproximadament, calor significa "energia en trànsit" i dinàmica es refereix al "moviment", per la qual cosa, en essència, la termodinàmica estudia la circulació de l'energia i com l'energia infon moviment. Així, estudia els fenòmens físics relacionats amb la calor i la temperatura, és a dir, el moviment desordenat de les partícules que formen la matèria. Històricament, la termodinàmica es va desenvolupar a partir de la necessitat d'augmentar l'eficiència de les primeres màquines de vapor.

Típic sistema termodinàmic, el qual mostra l'aportació d'una font de calor (caldera) (a l'esquerra) i una sortida a un dissipador de calor (condensador) (a la dreta). El treball és extret, en aquest cas per una sèrie de pistons.

El punt de partida per a la major part de les consideracions termodinàmiques són les lleis de la termodinàmica, que postulen que l'energia pot ser intercanviada entre sistemes físics en forma de calor o treball. També es postula l'existència d'una magnitud anomenada entropia, que pot ser definida per a qualsevol sistema. A la termodinàmica s'estudien i classifiquen les interaccions entre diversos sistemes, fet que porta a definir conceptes com a sistema termodinàmic i el seu contorn. Un sistema termodinàmic es caracteritza per les seves propietats, relacionades entre si mitjançant les equacions d'estat. Aquestes es poden combinar per expressar l'energia interna i els potencials termodinàmics, útils per determinar les condicions d'equilibri entre sistemes i els processos espontanis.

Amb aquestes eines, la termodinàmica descriu com els sistemes responen als canvis en el seu entorn. Això es pot aplicar a una àmplia varietat de temes de ciència i enginyeria, tals com motors, transicions de fase, reaccions químiques, fenòmens de transport, i fins i tot forats negres. Els resultats de la termodinàmica són essencials per a altres camps de la física i la química, enginyeria química, enginyeria aeroespacial, enginyeria mecànica, biologia cel·lular, enginyeria biomèdica, i la ciència de materials per anomenar-ne alguns.