1 Termodynaaminen systeemi
Aineen rakenne
Olomuodot Aineen olomuoto riippuu lämpötilasta ja paineesta.
Tilamuuttujat Termodynaaminen systeemi on kappale tai aine, jossa on tietty määrä ainetta tietyssä lämpötilassa, paineessa ja tilavuudessa. Lämpöopissa tutkitaan näiden suureiden muutoksiin eri prosesseissa. Tilasuureet: Ainemäärä n Tilavuus V Lämpötila T Paine p
Systeemi ja ympäristö Tutkittavaa kohdetta sanotaan systeemiksi ja tarkastelun ulkopuolelle jäävää osaa ympäristöksi. Termodynaaminen systeemi on eristetty, jos se ei ole lainkaan vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Termodynaaminen systeemi on suljettu, jos se vaihtaa ympäristön kanssa energiaa, mutta ei ainetta. Systeemi on avoin, jos sekä aineen että energian vaihto ympäristön kanssa on mahdollista.
Sisäenergia Sisäenergiaksi kutsutaan sitä energiaa, joka kappaleelle on sen tilavuuden ja lämpötilan perusteella. Sisäenergian tunnus on U. Systeemin sisäenergian muutokset makrotasolla ilmenevät lämpötilan, tilavuuden ja olomuodon muutoksina. Mikrotasolla muutos on rakenneosien liike- ja potentiaalienergioiden muutosten summa.
Lämpöenergia on osa sisäenergiaa Lämpöenergia on osa sisäenergiaa. Lämpöenergia muodostuu rakenneosien liike-energiasta. Makrotasolla lämpöenergiaa ei voida määritellä. Kahden systeemin välillä siirtyvää energiaa sanotaan lämmöksi.
Lämpötila Lämpötilan tunnus on T ja sen SI-järjestelmän mukainen yksikkö on kelvin (K). Mikäli lämpötilan yksikkönä käytetään celsius-asteita, tunnus on t. Kelvin asteikon peruspisteet ovat: Absoluuttinen nollapiste 0 K, Veden kolmoispiste 273,16 K.
Esim. Ihmisen normaali lämpötila on 37 °C Esim. Ihmisen normaali lämpötila on 37 °C. Kuinka paljon se on kelvineinä? Ratk. T(K) = (37 + 273,15) K = 310,15 K ≈ 310 K
Lämpötilan mittaaminen Lämpötilan mittaaminen perustuu lämpöopin nollanteen pääsääntöön: Eristetyssä systeemissä kaikki lämpötilaerot tasaantuvat. Näin muodostuu terminen tasapaino.
Eri ilmiöihin perustuvia lämpömittareita nestelämpömittari kaasulämpömittari Galilein lämpömittari lämpöpari termistori spektriin perustuva mittaaminen magneettisuuden muutokseen perustuva mittaaminen värinmuutos
Galilein lämpömittari