systemstørrelser

Systemstørrelser er størrelser som beskriver tilstanden til et fysisk system. De brukes i termodynamikk og fysikk for å angi betingelsene i systemet ved et gitt øyeblikk, og de avhenger bare av den nåværende tilstanden, ikke av hvilken vei tilstanden ble oppnådd.

Systemstørrelser deles vanligvis inn i ekstensive og intensive størrelser. Ekstensive størrelser skalerer med systemets størrelse, for eksempel volumet V, stoffmengden n, innre energi U, entropi S og total masse. Når to undersystemer slås sammen, legger disse størrelsene seg sammen: Utot = U1 + U2, Vtot = V1 + V2 osv. Intensive størrelser tydes uavhengig av systemets størrelse, for eksempel temperatur T, trykk P, kjemisk potensial μ og tetthet ρ; disse beholder verdien under like tilstandforhold i et homogent system i likevekt.

Systemstørrelser er tilstandsstørrelser (tilstandvariabler) som beskriver systemets tilstand uavhengig av hvilket prosesstempo som ble anvendt. De skiller seg fra bane- avhengige størrelser som arbeid og varme, som avhenger av veien mellom tilstander. Den fundamentale termodynamiske relasjonen dU = TdS − PdV + μdN linker systemstørrelser som energi, entropi, volum og antall partikler.

Praktisk brukes systemstørrelser til å formulere tilstands- eller ligningsfor tilstandslikninger, karakterisere faser og faseoverganger, og gjennomføre skale- og komparisjonsanalyser. De gir en konsis, universell beskrivelse av et systems termodynamiske tilstand, som muliggjør sammenligning og prediksjon på tvers av stoffer og prosesser.