معادلات دينامية حرارية

المعاملات الدينامية الحرارية 

أولاً: تعريف المعاملات الدينامية الحرارية thermodynamic coefficients

 تشمل خصائص الجسم المتجانس ذي الكتلة المعروفة في وضع التوازن الترموديناميكي لمتحولين مستقلين هما، مثل، الضغط ودرجة الحرارة أو الضغط والحجم أو قرينة الانكسار ودرجة الحرارة. وإذا أخذت بالحسبان المتحولات الثلاثة: الضغط P والحجم V ودرجة الحرارة T لوجد أن هذه المقادير ترتبط مع بعضها البعض بعلاقة تعرف بمعادلة الحالة[ر] f (P, V, T,) =0. حيث ارتباط هذه المتحولات الثلاثة بعضها ببعضها الآخر يعطي سلسلةً من العلاقات بين مجموعة من المعاملات التي يكتسب تعيينها في حالة التحولات الصغيرة والعكوسة أهمية تطبيقية كبيرة. وهذه العلاقات لاتضيف جديداً إلى المبدأ الأول أو المبدأ الثاني في الترموديناميك (التحريك الحراري). فإذا عبِّر رياضياً عن كمية الحرارة dQ المقدمة إلى (أو المسحوبة من) جملة ما عند تحول صغيرٍ فيه (حيث تتغير درجة الحرارة بمقدار dT والضغط بمقدار dP والحجم بمقدار dV).

أي إن كمية الحرارة ترتبط بهذه الأزواج الثلاثة من المتحولات بثلاثة أزواج من المعاملات هي Cv و l أو Cp و h أو λ و μ. وهذا يعني أنه يلزم استخدام ستة معاملات: اثنان منها فقط مستقلان لأن كل واحدة من المعادلات السابقة مكافئة للمعادلتين الأخريين. ويمكن ربط المعاملات المذكورة أعلاه بخصائص ترموديناميكية محددة للجملة هي السعة الحرارية عند ثبات الحجم Cv والسعة الحرارية عند ثبات الضغط Cp ومعامل التمدد الحجمي α والانضغاطية الحرارية β.

ثانياً: ما علاقة كلابيرون Clapeyron

حيث تمثل كمثل هذه العلاقة عن كمية الحرارة التي يجب أن تقدمها إلى مولٍ واحد من مادة الجسم (أو سحبها منه) كي ينتقل من طور إلى آخر. وتعرف هذه الحرارة بالحرارة اللاطية latent heat. ويترافق هذا الانتقال بتغير حجم المول الواحد من v إلى v´. وبما أن درجة الحرارة والضغط لايتغيران عند التحول الطوري من النوع الأول ينتج من تطبيق العلاقة الأولى في (1) على مول واحد، حجمه v.

والتي هي معروفة بمعادلة كلابيرون - كلاوزيوس (Clapeyron-Clausius equation). كما يعبر الرمز eq عن وضع التوازن. وتسمح العلاقة (6) بتعيين منحني التحول الطوري أي إنها تعطي العلاقة المطلوبة بين تغيري الضغط ودرجة الحرارة اللازمين للحفاظ على وضع التوازن الترموديناميكي بين الطورين المعتبرين. وغالباً ماتكتب العلاقة (6).

 

 

 

المراجع

arab-ency.com

التصانيف

ديناميكا حرارية   العلوم البحتة   علوم