Brontekst bekijken van Fundamentele vergelijking van de thermodynamica

De '''fundamentele vergelijking van de thermodynamica''', ook '''fundamentele thermodynamische relatie''', is in de [[thermodynamica]] een [[Vergelijking (wiskunde)|vergelijking]] die (de infinitesimale verandering van) een [[Thermodynamica#Thermodynamische potentialen|thermodynamische potentiaal]] ([[inwendige energie]], [[vrije energie]] etc.) in een [[Thermodynamisch systeem|systeem]] geeft als functie van infinitesimale omkeerbare veranderingen in andere grootheden. De vergelijking heeft verschillende vormen, die echter uit elkaar af te leiden zijn.

De eenvoudigste vorm is die voor de inwendige energie in een [[gesloten systeem]] zonder [[chemische reactie]]s en niet-mechanische arbeid:

:<math>dU= T dS - P dV,\,</math>

met ''U'' de inwendige energie, ''T'' de temperatuur, ''S'' de entropie (en dus ''dS'' de verandering in entropie), ''P'' de druk en ''V'' het volume.

De fundamentele vergelijking volgt rechtstreeks uit een combinatie van de [[Eerste Hoofdwet]] en de [[Tweede Hoofdwet]] van de thermodynamica. Ze is afgeleid voor een [[Reversibel (thermodynamica)|reversibel]] proces maar geldt ook voor niet-reversibele processen vermits ''U'' een [[toestandsfunctie]] is en het dus niet uitmaakt langs welk pad men de verandering van ''U'' bekomt (reversibel of niet).

De fundamentele relatie voor de verandering van de [[Gibbs vrije energie]] (die in de chemie en de [[fysische chemie]] verreweg de belangrijkste potentiaal is) als [[functie (wiskunde)|functie]] van de veranderingen in de [[intensieve variabele]]n [[temperatuur]], [[Druk (grootheid)|druk]] en chemische samenstelling is

:<math>dG = VdP - SdT + \sum_i\mu_i dX_i</math>,

waarin ''dG'' de verandering in de Gibbs vrije energie is, ''V'' het [[inhoud (volume)|volume]] van het systeem, ''dP'' de verandering in druk, ''S'' de [[entropie]], ''dT'' de verandering in temperatuur, μ<sub>i</sub> de [[chemische potentiaal]] van [[chemische component|component]] ''i'' en ''dX<sub>i</sub>'' de verandering in de [[Hoeveelheid stof|molfractie]] van component ''i''. Omdat onder [[isotherm proces|isotherme]], [[isobaar proces|isobare]] condities de verandering in de Gibbs vrije energie bepaalt of een bepaald proces [[Irreversibel proces|spontaan]] verloopt of niet, kan men dat met deze vergelijking bepalen.

==Zie ook==
*[[Vergelijkingen van Gibbs-Helmholtz]]

[[Categorie:Thermodynamica]]