Wzory z termodynamiki
Wielkość wyznaczana / nazwa wzoru wzór co we wzorze
 I zasada termodynamiki

∆U = Q + W

∆U - przyrost energii wewnętrznej układu
Q - ciepło dostarczone do układu
W - praca wykonana nad układem
Energia wewnętrzna gazu doskonałego
Energia nie oddziałujących ze sobą cząsteczek gazu

U = cv n T

U - energia wewnętrzna
R - stała gazowa
n – liczba moli gazu
T – temperatura bezwzględna (w kelwinach)

 

Energia ogrzewania (ochładzania) ciała - bez przemian fazowych (czyli bez topnienia, krzepnięcia, parowania, krystalizacji itp.)

Q = m c ∆t
Q = m c ∆T

Q = n c ∆t
Q = n c ∆T

Q – wymieniane ciepło
m – masa
t – temperatura w °C
T – temperatura bezwzględna (w kelwinach)
c - ciepło molowe w układzie SI w J/molK
 Energia potrzebna do zajścia przemian fazowych

Q = m·cprzemiany

Przykładowo:

Q = m·Rp
Q = m·L

cprzemiany– ciepło danej przemiany fazowej np.
L - ciepło topnienia
Rp -  ciepło parowania
Stała gazowa R
R =
8,31 J/mol·K

R = k·NA

k = 1,38054·10-23 J/K
NA= 6,02·1023 1/mol
Praca w przemianie izobarycznej

W = – p ∆V

V - objętość
p – ciśnienie
minus wynika z faktu, że wzrost objętości oznacza oddawanie energii przez układ (gaz)
Równanie Clapeyrona (stanu gazu doskonałego)

p V = n R T

symbole - j.w.
Związek między Cp i CV

Cp = CV + R

Cp ciepło molowe przy stałym ciśnieniu
CV - ciepło molowe przy stałej objętości
Równanie przemiany izotermicznej gazu doskonałego
 (T = const)
Prawo Boyle'a i Mariotte'a

p V = const
p1V1 = p2V 2

p1, V1 - ciśnienie i objętość w momencie 1 

p2, V2 - ciśnienie i objętość w momencie 2 

Równanie przemiany izobarycznej gazu doskonałego
 (p = const)
prawo Gay Lussaca

V1, T1 - objętość i temperatura (w Kelwinach) w momencie 1 

V2, T2 - objętość i temperatura (w Kelwinach) w momencie 2 

 

Równanie przemiany izochorycznej gazu doskonałego
 (= const)
Prawo Charlesa


p1, T1 - ciśnienie i temperatura (w Kelwinach) w momencie 1 

p2, T2 - ciśnienie i temperatura (w Kelwinach) w momencie 2 

Równanie przemiany adiabatycznej gazu doskonałego
 (brak wymiany ciepła z otoczeniem Q = 0)

p Vχ  = const

p1 V1χ = p2 V2χ

χ - stosunek Cp/CV – współczynnik adiabaty zależny od ilości stopni swobody cząsteczek gazu.

Stosunek ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu, do ciepła właściwego przy stałej objętności (wykładnik adiabaty) 

Dla gazów doskonałych o cząsteczkach :
jednoatomowych: χ = R∙3/5

dwuatomowych: χ = R∙5/7

trzyatomowych: χ = R∙3/4

Zależność między energią kinetyczną cząsteczek gazu doskonałego a temperaturą dla gazu jednoatomowego.   k -  stała Boltzmanna
k = 1,38054*10-23
T - temperatura w Kelwinach