Vizualizare sursă pentru „Proprietăți ale materialelor (termodinamică)”

{{Termodinamică|expanded=material}}
'''Proprietățile termodinamice''' ale [[material]]elor sunt [[proprietăți intensive și extensive |parametri intensivi]], care sunt specifici unui material dat. Fiecare este direct legată de o [[derivată parțială |diferențială]] de ordinul al doilea a unui [[potențial termodinamic]]. Exemple pentru un [[sistem termodinamic]] simplu cu un singur component sunt:
* '''[[Compresibilitate]]a''' ([[element invers |inversa]] '''[[modul de elasticitate cubică |modulului de elasticitate cubică]]''')
:* Compresibilitatea izotermică
::<math>\kappa_T=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial p}\right)_T
\quad = -\frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 G}{\partial p^2}</math>
:* Compresibilitatea adiabatică
::<math>\kappa_S=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial p}\right)_S
\quad = -\frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 H}{\partial p^2}</math>
* '''[[Capacitate termică masică |Capacitatea termică masică]]''' (Notă - [[proprietăți intensive și extensive |proprietatea intensivă]] analoagă este ''[[capacitate termică |capacitatea termică]]'')
:* Capacitatea termică masică la volum constant
::<math>c_v=\frac{T}{N}\left(\frac{\partial S}{\partial T}\right)_V
\quad = -\frac{T}{N}\,\frac{\partial^2 A}{\partial T^2}</math>
:* Capacitatea termică masică la presiune constantă
::<math>c_p=\frac{T}{N}\left(\frac{\partial S}{\partial T}\right)_P
\quad = -\frac{T}{N}\,\frac{\partial^2 G}{\partial T^2}</math>
* '''[[Dilatare termică |Coeficientul de dilatare termică (volumică)]]'''
::<math>\alpha=\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_P
\quad = \frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 G}{\partial p\partial T}</math>

unde ''p'' este [[presiune]]a, ''V'' este [[volum (termodinamică) |volumul]], ''T'' este [[temperatură |temperatura]] absolută, ''S'' este [[entropie |entropia]] iar ''N'' este [[număr de particule |numărul de particule]].

Pentru un sistem cu un singur component, sunt necesare doar trei derivate secundare de ordinul al doilea pentru a obține pe celelalte, prin urmare sunt necesare doar trei proprietăți ale materialelor pentru a le obține pe toate celelalte. Pentru un sistem cu un singur component, cei trei parametri „standard” sunt compresibilitatea izotermică <math>\kappa_T</math>, capacitatea termică masică la presiune constantă <math>c_p</math> și coeficientul de dilatare termică <math> \alpha</math>.

De exemplu, următoarele ecuații sunt valabile:
:<math>c_p=c_v+\frac{TV\alpha^2}{N\kappa_T}</math>
:<math>\kappa_T=\kappa_S+\frac{TV\alpha^2}{Nc_p}</math>

Cele trei proprietăți „standard” sunt de fapt cele trei derivate de ordinul al doilea posibile ale [[entalpie liberă |energiei libere Gibbs]] în funcție de temperatură și presiune. Mai mult, luând în considerare derivate precum <math>\frac{\partial^3 G}{\partial p\, \partial T^2}</math> și relațiile Schwartz aferente, arată că tripletul proprietăților nu este independent. De fapt, o funcție de proprietate poate fi obținută din celelalte două, [[până la]] o [[valoare]] de [[stare termodinamică |stare]] de referință.<ref name="Benjelloun">{{en icon}} S. Benjelloun, "Thermodynamic identities and thermodynamic consistency of Equation of States", [https://arxiv.org/abs/2105.04845 Link to Archiv e-print] [https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03216379/ Link to Hal e-print]</ref>

[[Principiul al doilea al termodinamicii]] are implicații asupra semnului unor proprietăți termodinamice precum compresibilitatea izotermică.<ref name="Benjelloun"/><ref name="Israel">Israel, R. (1979). Convexity in the Theory of Lattice Gases. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. doi:10.2307/j.ctt13x1c8g</ref>

== Note ==
<references />

== Bibliografie ==
* {{en icon}} {{cite book
| first = Herbert B. | last = Callen | year = 1985
| title = Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics | edition = 2nd
| publisher = John Wiley & Sons | location = New York | isbn = 0-471-86256-8 }}

== Vezi și  ==
* [[Coeficient de transformare adiabatică]]
* [[Mecanică statistică]]
* [[Ecuații termodinamice]]
* {{ill-wd| Q634340||Coeficient de transfer termic}}
* [[Căldură latentă]] 

== Legături externe ==
{{Portal|Fizică}}
* {{en icon}} [https://www.ddbst.com/ Dortmund Data Bank] - bază de date cu proprietăți termodinamice și termofizice.

[[Categorie:Proprietăți termodinamice|material]]