PHYS-A0120 - Termodynamiikka (TFM), Luento-opetus, 24.10.2022-2.12.2022

Topic outline

• Kurssin keskeiset käsitteet
  • Viikko 1 (24.-28.10.)

    • Systeemi (system) ja ympäristö (surroundings)
    • Eristetty (isolated), suljettu (closed) ja avoin (open) systeemi
    • Termodynaaminen tila (thermodynamic state), tasapainotila (equilibrium state tai state of equilibrium)
      
    • Tilanmuuttuja (state variable), tilanfunktio (state function tai function of state)
      
    • Termodynaaminen prosessi (thermodynamic process)
    • Sisäenergia U (internal energy), myös: sisäinen energia
      
    • Terminen tasapaino (thermal equilibrium)
      
    • Lämmönsiirto (heat transfer, transfer of heat) tai terminen energiansiirto (thermal energy transfer)
      
    • Termodynamiikan 0. pääsääntö (the Zeroth Law of Thermodynamics)
    • Empiirinen lämpötila (empirical temperature)
      
    • Lämpömäärä, lämpö Q [(amount of) heat]
      
    • Lämpökapasiteetti (heat capacity), ominaislämpökapasiteetti (specific heat capacity) - myös pelkästään ominaislämpö (specific heat)
    • Latentti lämpö (latent heat)
  • Viikko 2 (31.10.-4.11.)
    

    • Termodynaaminen (yleistetty) työ
      
    • Kvasistaattinen prosessi (quasistatic process)
    • Termodynamiikan 1. pääsääntö (the First Law of Thermodynamics)
    • Entalpia (enthalpy)
      
    • Isokoorinen (isochoric), isobaarinen (isobaric), isoterminen (isothermal) ja adiabaattinen (adiabatic) prosessi
    • Ideaalikaasun määritelmä klassisessa termodynamiikassa
    • Ideaalikaasun adiabaattinen tilanyhtälö (adiabatic equation of state)
      
  • Viikko 3 (7.-11.11.)

    • Lämpövoimakone (heat engine)
    • Hyötysuhde (efficiency)
    • Termodynamiikan 2. pääsääntö (the Second Law of Thermodynamics)
    • Palautuva (reversible) ja palautumaton (irreversible) prosessi
      
    • Carnot’n kone (Carnot engine) ja Carnot’n teoreema (Carnot's theorem)
    • Termodynaaminen (absoluuttinen) lämpötila
    • Käänteinen lämpövoimakone; jäähdytin ja lämpöpumppu
      
  • Viikko 4 (14.-18.11.)

    • Clausiuksen epäyhtälö (Clausius inequality)
    • Entropia (entropy)
    • Termodynamiikan 1. pääsäännön yleinen muoto, jossa termi TdS (palautuva prosessi)
    • Mikro- ja makrotilat (microstates and macrostates)
      
    • Lämpötilan tilastollinen määritelmä
    • Boltzmannin entropiayhtälö
      
  • Viikko 5 (21.-25.11.)

    • Termodynaaminen potentiaali (thermodynamic potential)
    • Helmoltzin funktio / vapaa energia (Helmholtz function / free energy)
    • Gibbsin funktio / vapaa energia (Gibbs function / free energy)
    • Kemiallinen potentiaali (chemical potential)
      
  • Viikko 6 (28.11.-2.12.)

    • Faasikuvaaja (pVT, pT, pV) (phase diagram)
    • Ensimmäisen asteen faasimuutos (first order phase transition)
    • Jatkuva faasimuutos (continuous phase transition)
      
    • Clausiuksen ja Clapeyronin yhtälö (Clausius-Clapeyron equation)
      
    • (Faasikuvaajan) kriittinen piste