Termodünaamiline tasakaal

Termodünaamiline tasakaal on termodünaamilise süsteemi stabiilne olek, mille puhul süsteemis ei toimu mingeid makroskoopilisi muutusi (aine- ja energiavood väliskeskkonnast eraldatud süsteemi sees ei muutu) ja olekuparameetrid – temperatuur, rõhk ja ruumala (maht) –  jäävad ajas muutumatuks.

Püsivates välistingimustes olevas süsteemis saabub termiline tasakaal relaksatsiooni tõttu. Kui välistingimused ei muutu, siis süsteem iseenesest sellest enam ei välju.ENE 9. köide, 1996 

 Tasakaalutingimused 
Selleks et süsteem saaks olla termodünaamilises tasakaalus, peavad olema täidetud termilise, mehaanilise ja keemilise tasakaalu tingimused:
 termilise tasakaalu eelduseks on makroskoopiliste soojusvoogude puudumine süsteemis; selleks peab temperatuur olema süsteemi ulatuses ühesugune;
 mehaaniline tasakaal eeldab, et üks makroskoopiline osasüsteem ei mõjuta teist osasüsteemi; sel juhul on rõhk kogu süsteemi ulatuses ühesugune ja süsteemile ei mõju välised väljad;
 keemiline tasakaal eeldab, et eri faasiolekutest koosneva süsteemi koostis jääb muutumatuks; sel juhul on faaside keemilised potentsiaalid võrdsed; kui süsteemile mõjub elektriväli), siis on elektrokeemilise tasakaalu eelduseks  elektrokeemilise potentsiaali konstantsus.

 Tasakaalutingimused eri süsteemides 
 Suletud süsteem 
Suletud süsteem on termodünaamilises tasakaalus, kui selle entroopia   on maksimaalne; vastavalt diferentsiaal
.

 Kindla mahuga ja kindla temperatuuriga süsteem 
Süsteemis, millele on väljastpoolt ette antud konstantne maht  ja konstantne temperatuur , on vabaenergia  minimaalne; siin  on siseenergia ja  osakeste arv. Kuna diferentsiaal
,
sest , siis järelikult ka .

 Kindla rõhuga ja kindla temperatuuriga süsteem 
Süsteemis, millele on väljastpoolt ette antud konstantne rõhk  ja konstantne temperatuur , on Gibbs vaba entalpia minimaalne. Kuna diferentsiaal
,
sest , siis järelikult ka .

 Vaata ka 
 Termodünaamiline süsteem
 Termodünaamiline protsess
 Olekuparameetrid

 Viited 

Kategooria: Termodünaamika