Законы термодинамики

Нулевой закон термодинамики устанавливает транзитивность теплового равновесия: если системы A и B находятся в тепловом равновесии с системой C, то A и B находятся в тепловом равновесии между собой. Это позволяет ввести понятие температуры как универсальной характеристики теплового состояния. Первый закон термодинамики выражает закон сохранения энергии для термодинамических процессов: изменение внутренней энергии системы ΔU равно количеству теплоты Q, переданному системе, минус работа A, совершенная системой: ΔU = Q - A. Для бесконечно малых изменений: dU = δQ - δA.

Второй закон термодинамики определяет направление самопроизвольных процессов. Формулировка Клаузиуса: теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему. Формулировка Кельвина: невозможен процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу без каких-либо других изменений. Энтропия S — функция состояния, характеризующая степень беспорядка системы. Для обратимых процессов dS = δQ/T, для необратимых dS > δQ/T. В изолированной системе энтропия не убывает: ΔS ≥ 0. Третий закон термодинамики (теорема Нернста): энтропия идеального кристалла при абсолютном нуле температуры равна нулю. Недостижимость абсолютного нуля температуры конечным числом процессов.