Στόχος του μαθήματος: Η εισαγωγή στις βασικές έννοιες της θερμοκρασίας και της θερμότητας, η ποιοτική θεμελίωση των ιδανικών αερίων και των πραγματικών αερίων και κυρίως η παρουσίαση των βασικών αξιωματικών νόμων της κλασσικής θερμοδυναμικής και η εφαρμογή τους στη μελέτη φυσικών συστημάτων εκτός των αερίων.
Προαπαιτούμενες γνώσεις για την παρακολούθηση του μαθήματος είναι: (α) διαφορικός και ολοκληρωτικός λογισμός και (β) συναρτήσεις πολλών μεταβλητών
Εβδομαδιαία ανάπτυξη Ύλης
| Εβδομ | Ενδεικτική Ύλη |
|---|
| | Ενότητα 1:
Θερμοδυναμική του Ιδανικού Αερίου (ώρες: 20) |
|---|
| 1η | Σύστημα, περιβάλλον, καταστατικές μεταβλητές, ισορροπία και μεταβολή. Θερμοκρασία και μηδενικός νόμος, κλίμακες θερμοκρασιών και θερμομετρικές ιδιότητες. |
| 2η | Πρώτος νόμος: Θερμότητα και έργο, θερμοχωρητικότητα και θερμιδομετρία, μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας. |
| 3η | Νόμοι του ιδανικού αερίου εμπειρικά και με στοιχεία κινητικής θεωρίας. Πραγματικό αέριο. Μεταβολές του ιδανικού αερίου και κύκλοι. |
| 4η | Θερμικές μηχανές και απόδοση. Δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος, κύκλος Carnot, εντροπία, ανισότητα Clausius. |
| | Ενότητα 2:
Αξιωματική θεώρηση Θερμοδυναμικής (ώρες: 10) |
|---|
| 5η | Αξιωματική εισαγωγή των νόμων της Θερμοδυναμικής. Ο 1ος νόμος σε συστήματα με άλλες από PVT μεταβλητές. |
| 6η | Γενίκευση 2ου νόμου. Απόδειξη των κλασσικών διατυπώσεων. Ισορροπία συστημάτων Ι. |
| | Ενότητα 3:
Θερμοδυναμικά δυναμικά (ώρες: 15) |
|---|
| 7η | Θερμοδυναμικά δυναμικά, μετασχηματισμοί Legendre, σχέσεις Maxwell. |
| 8η | Εφαρμογές Ι. Μελέτη σε απλά συστήματα: σχέση θερμοχωρητικοτήτων, ιδανικό αέριο, ελαστική ράβδος, ηλεκτρική κυψέλη) πιεζοηλεκτρικό και μαγνητοθερμικό φαινόμενο, πιεζοηλεκτρικό και μαγνητοθερμικό φαινόμενο |
| 9η | Εφαρμογές ΙΙ. Μη αντιστρεπτές μεταβολές : εκτόνωση Joule, εκτόνωση Tomson. Προβλήματα. |
| | Ενότητα 4:
Ισορροπία Φάσεων (ώρες: 15) |
|---|
| 10η | Ισορροπία θερμοδυναμικών συστημάτων και κριτήρια ισορροπίας |
| 11η | Συστήματα περισσοτέρων φάσεων (πραγματικές καθαρές ουσίες), ισορροπία φάσεων, εξίσωση Clausus-Clapeyron |
| 12η | 3ος Νόμος. Διατυπώσεις και πειραματικές αποδείξεις |
| 13η | Επαναληπτικές αναφορές, διασύνδεση ενοιών, γενικευμένη θεώρηση. |
ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΣΥΓΓΡΑΜΜΑΤΑ
- 1. Θερμοδυναμική, Michael Μ. Αbbott, Hendrick C. Van Ness, 1983, ΕΣΠΙ ΕΚΔΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε., ISBN: 978-960-7610-31-7
- 2. Θερμοδυναμική Συστημάτων σε Ισορροπία, C.J.Adkins, 2015, ΡΟΠΗ, ISBN: 978-618-82009-1-3
- 3. ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ, MARK W. ZEMANSKY, RICHARD M.DITTMAN, 2014, ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣΑ.Γ.ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ, ISBN: 978-960-7258-80-9
- 4. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ και ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ, Απόστολος Πολυζάκης, 2017, Power Heat Cool, ISBN: 978-960-98311-9-2
