Równania gazu doskonałego:

pV = nRT

Określa on stałość danej masy gazu - n, zamkniętym w objętości - V, będącym pod ciśnieniem - p i o temperaturze - T. Wartość ta jest stała i wynosi R.

R - stała gazowa, w warunkach normalnych wynosi: R = 8,314 J/mol*K

Równanie gazu doskonałego jest nazywane także równaniem Clausiusa - Clapeyrona

Z równania gazu doskonałego wynikają następujące prawa:

Prawo Guy'a - Lussac'a

Objętość danej masy gazu przy określonym stałym ciśnieniu gazu, jest proporcjonalna to temperatury bezwzględnej tegoż gazu:

Prawo Charlsa:

Ciśnienie danej masy gazu przy określonej stałej objętości gazu, jest proporcjonalne to temperatury bezwzględnej tegoż gazu:

Ciepło właściwe - ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 kg substancji, tak aby jej temperatura wzrosła o 1 stopień. Rozróżniamy dwa rodzaje ciepła właściwego:

- ciepło właściwe dla ciała ogrzewanego będącego pod stałym ciśnieniem - cp

- ciepło właściwe dla ciała ogrzewanego w stałej objętości - cv

Wzajemne relacje cp i cv:

gdzie H oznacza pewną stałą, różną w zależności ilu atomowy rozpatrujemy gaz.

Wartości stałej H:

H = 5/3 dla gazu jednoatomowego

H = 7/5 dla gazu dwuatomowego

H = 9/7 dla gazu wieloatomowego

Prawo Poisson'a

pVH = constans

Zasady termodynamiki:

1 zasada termodynamiki - zmiana energii wewnętrznej układu równa jest sumie dostarczonego do układu ciepła i pracy (prawo zachowania energii dla układów termodynamicznych)

U = Q + W

gdzie: Q - ciepło, W - praca

2 zasada termodynamiki - niemożliwe jest pobieranie ciepła tylko z jednego źródła i zamiana go na pracę

3 zasada termodynamiki - entropia ciała maleje do zera, gdy temperatura tego ciała zbliża się do zera bezwzględnego (zwana zasadą Nernsta-Plancka).

Przemiany:

Przemiana izotermiczna - jest to proces termodynamiczny, który zachodzi przy stałej temperaturze, T = const.

∆U = 0

W = -Q

Przemiana izochoryczna - proces termodynamiczny, który zachodzi bez zmiany objętości układu, V = const.

∆U = Q, ciepło dostarczone jest bezpośrednio zamienione na energię wewnętrzną układu.

Przemiana izobaryczna - proces termodynamiczny zachodzący bez zmiany ciśnienia panującego w układzie, p = const.

∆U = Q-W

W = ∆V

Przemiana adiabatyczna - przemiana termodynamiczna bez zajścia wymiany ciepła z otoczeniem.

∆U = Q = ∆V

Q = 0

∆U = W

Silnik Carnota i jego procesy:

- procesy mogą odbywać się w dwóch kierunkach

- gdy procesy odbywają się w dwóch kierunkach układ przechodzi przez wszystkie stany pośrednie

- po tym jak procesy odbędą się w dwóch kierunkach, układa wraca do stanu pierwotnego.