Фундаментална термодинамичка једначина

Фундаментална једначина у термодинамици је једначина која описује целу термодинамику система. Најчешће фундаменталне једначине су енергијска фундаментална једначина (функција унутрашње енергије) и ентропијска фундаментална једначина (функција ентропије) и фундаменталне једначине за различите термодинамичке потенцијале.

Природне променљиве су променљиве од којих зависи функција тако да ако се изрази преко њих у облику , она постаје фундаментална једначина.

За разлику од фундаменталне једначине која сама описује цео термодинамички систем, свака друга једначина стања садржи мање термодинамичких информација о систему.

Одређивање фундаменталне једначине

Фундаменталне једначине се теоријски не могу одредити у оквиру термодинамике, већ се одређују:

• емпиријски преко најмање две једначине стања
• методама статистичке физике на моделима.^[1]

Врсте фундаменталних једначина

• Енергијска фундаментална једначина:
• Ентропијска фундаментална једначина:

Фундаменталне једначине за термодинамичке потенцијале:

• Фундаментална једначина за Хелмхолцову слободну енергију:
• Фундаментална једначина за енталпију:
• Фундаментална једначина за Гибсов термодинамички потенцијал:
• Фундаментална једначина за Омега потенцијал:

Потпуна одређеност система

Потпуна и непотпуна информација о систему

Ако је позната енергијска фундаментална једначина, за константне вредности и , једначина зависи само од ентропије , што представља једну криву (слика а - зависност је приказана јаком линијом). Свака тачка криве одређује нагиб, што је, по дефиницији, температура. Због одређености температуре следи да из зависности можемо одредити функцију (слика б).

С друге стране, ако би била позната зависност која представља једну једначину стања, фундаменталну једначину добијамо интеграљењем једначине стања, те ће функција коју тражимо бити неодређена до на константу интеграције (слика а, испрекидане линије).

Дакле, познавање фундаменталне једначине повлачи познавање једначине стања , док обрнуто не важи.^[1]

Види још

• Једначина стања
• Термодинамика