9.1.- 熱力学の基礎と基本概念

マクロ的には、熱力学系は変数によって定義される。熱力学的変数を多数測定することができますが、システムを一意に決定するためには、状態関数である1つの数値だけが必要です。圧力、体積、温度、エントロピー、エンタルピーは最も重要な状態変数の一つです。

熱力学的変数の変更に伴い、物質の集合状態の変化が起こる。凝集の基本的な状態は固体、液体、気体であり、それぞれの元素や化合物には、状態変化が起こる圧力や温度の条件があります。

実際の熱力学系とその状態変化を単純化するために、理想的なガスモデルの概念が導入されました。それらは理想気体の方程式で定義されています。同様に、理想的な非圧縮性液体に近似します。

液体を含む閉系では、液体とその気相の間に熱力学的なバランスが存在します。平衡状態にある系の圧力と温度の進化が蒸気圧の曲線を定義し、既存の状態を飽和状態と呼ぶ。この進化から、温度-圧力線図が表現されます。

これらの概念の研究は、水に基本的に適用され、実際には非常に重要です。例えば、理想的な水分レベル、物質の収縮と膨張の仕様は、その後、タービン、ノズル、蒸気機関などの実際の熱機械に適用され、運転状態を評価するために使用されます。