termodynaamiseen

Termodynaaminen on adjektiivi, jolla kuvataan ilmiöitä, järjestelmiä ja prosesseja, jotka liittyvät termodynamiikkaan. Termodynamiikka on fysiikan ja kemian osa, joka tutkii energian siirtoa ja muuntumista sekä lämmön, työn, lämpötilan ja tilan funktioiden välistä yhteyttä. Kiinnostuksen kohteena ovat sekä suurin piirteissä että yksittäisten tapahtumien mekanismit, sekä makroskooppinen kuvaus että mikroskooppiset tarkastelut.

Termodynaamisen tutkimuksen keskeisiä käsitteitä ovat energian säilymisen periaate sekä tilamuutosten säätelemät prosessit. Ensimmäinen pääsääntö (energian säilyvyys) kertoo, että suljetussa systeemissä kokonaisenergia pysyy vakiona, kun taas toinen pääsääntö kuvastaa spontaanien prosessien suuntaa ja entropian nousua. Kolmas pääsääntö liittyy absoluuttisen nollapisteen käyttäytymiseen. Näiden lakien avulla määritellään käyvyys- ja tasapainotilanteet sekä ennustetaan, miten järjestelmä reagoi muutoksiin.

Tilakokoelmat, kuten sisäinen energia U, entalpia H, entropia S ja Gibbsin energia G, sekä tilakäyrät ja tilayhtälöt (esim. ideaalikaasujen PV = nRT), ovat keskeisiä työvälineitä termodynaamisen analyysin suorittamisessa. Järjestelmät voivat olla suljettuja, avoimia tai eristettyjä, ja prosessit voivat olla reversiibelejä tai irreversiblejä.

Termodynaamisen ajattelun sovellukset ulottuvat lämpövoima- ja jäähdytysjärjestelmistä kemiallisiin reaktioihin, faasimuutoksiin sekä biologisiin ja materiaalitieteellisiin ilmiöihin. Termodynaaminen lähestymistapa tukee sekä teoreettista ymmärrystä että käytännön suunnittelua.