كمون دينامي حراري

الديناميكا الحرارية
محرك كارنو الحراري الكلاسيكي
فروع كلاسيكية إحصائية كيميائية ديناميكا حرارية كمومية التوازن / اللاتوازن
قوانين الصفري الأول الثاني الثالث
أنظمة نظام مغلق نظام مفتوح نظام معزول حالة معادلة حالة غاز مثالي غاز حقيقي حالة المادة طور توازن حجم دراسي أدوات عملية متساوية الضغط متساوية الحجم متساوية درجة الحرارة كظومة متساوية الاعتلاج متساوية السخانة شبه ساكنة إجراء عام تمدد حر عكوسية غير عكوسة منتبذة غير عكوسة دورة محرك حراري مضخة الحرارة كفاءة حرارية
خصائص النظام ملاحظة: المتغيرات المقترنة بخط مائل الرسوم البيانية خاصية مكثفة وخاصية شمولية دالة عملية شغل حرارة دالة حالة درجة حرارة / إنتروبيا (مقدمة) ضغط / حجم جهد كيميائي / عدد جسيمات جودة البخار خصائص مخفضة
خواص المادة قواعد بيانات الحرارة النوعية ${\displaystyle c}$ = ${\displaystyle T}$/${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial S}$/${\displaystyle \partial T}$   قابلية الانضغاط ${\displaystyle \beta }$ = ${\displaystyle -}$ ${\displaystyle 1}$/${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial V}$/${\displaystyle \partial p}$   التمدد الحراري ${\displaystyle \alpha }$ = ${\displaystyle 1}$/${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial V}$/${\displaystyle \partial T}$
معادلات مبرهنة كارنو نظرية كلاوسيوس المعادلة الأساسية قانون الغازات المثالية علاقات ماكسويل علاقات أونساغر التبادلية معادلات بريدجمان جدول معادلات الديناميكية الحرارية
كمون طاقة حرة إنتروبيا حرة طاقة داخلية ${\displaystyle U(S,V)}$ محتوى حراري ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ طاقة هلمهولتز الحرة ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ طاقة غيبس الحرة ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
تاريخ ثقافة تاريخ عام إنتروبيا قوانين الغازات آلات الحركة الدائمة فلسفة إنتروبيا وسهم الزمن إنتروبيا والحياة سقاطة براونية عفريت ماكسويل مفارقة الموت الحراري مفارقة لوشميت تآزر نظريات نظرية السيال الحراري قوة حية مكافئ ميكانيكي للحرارة قدرة محركة المطبوعات الرئيسية استعلام تجريبي عن مصدر الحرارة الذي يثيره الاحتكاك حول توازن المواد غير المتجانسة تأملات في القدرة الدافعة للنار الجداول الزمنية الديناميكا الحرارية المحرك الحراري فن تعليم سطح ماكسويل الديناميكي الحراري الإنتروبيا كتشتت الطاقة
علماء برنولي بولتزمان بريجمان كاراثيودوري كارنو كلابيرون كلاوزيوس دو دوندر دويم غيبس فون هلمهولتز جول لويس ماسيو ماكسويل ماير نيرنست أونساغر بلانك رانكين سمتون شتال تيت طومسون كلفن فان دير فالس ووترستون
أخرى تنوي تجميع ذاتي تنظيم ذاتي نظام ولا نظام
ع ن ت

الكمون الدينامي الحراري أو الكمونات الترموديناميكية (بالإنجليزية:Chemical potential) هي مقادير للطاقة الداخلية لنظام ترمودينامي، ولها نفس وحدات الطاقة ، أي تقاس بالجول.^[1][2][3] تعتمد الكمونات الترموديناميكية على الضغط P و درجة الحرارة T ، و الإنتروبي S وغيرها . وهي تزداد بزيادة كمية المادة، حيث N عدد الجسيمات. وبالإضافة إلى ذلك فهي تعتمد أيضا على بعض الخواص الأخرى التي قد تعين بالطرق الإحصائية أو القياس المعملي. الكمونات الدينامية الحرارية الأربع الأكثر شيوعا هي :

الاسم	الصيغة الرياضية	متغيرات طبيعية
طاقة داخلية	${\displaystyle U\,}$	${\displaystyle ~~~~~S,V,\{N_{i}\}\,}$
طاقة هلمهولتز الحرة	${\displaystyle A=U-TS\,}$	${\displaystyle ~~~~~T,V,\{N_{i}\}\,}$
إنتالبية	${\displaystyle H=U+PV\,}$	${\displaystyle ~~~~~S,P,\{N_{i}\}\,}$
طاقة جيبس الحرة	${\displaystyle G=U+PV-TS\,}$	${\displaystyle ~~~~~T,P,\{N_{i}\}\,}$

حيث :

T = درجة الحرارة بالكلفن,

S = الإنتروبية,

P = الضغط,

V = الحجم.

يرمز لطاقة هلمهولتز الحرة غالبا بالحرف F, لكن استخدام A هو المفضل من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2011.

${\displaystyle N_{i}}$ عدد الجسيمات من النوع i في النظام. أي أن N هي مجموع كل أنواع الجسيمات في النظام، وأحيانا نستغنى عن تعيينها ونهملها .

تتمركز أهمية الكمونات الترموديناميكية في كونها تبين كيفية وصول نظام ترموديناميكي إلى حالة توازن. فعند توصيل نظام ترموديناميكي مع نظام آخر يحدث بينهما تعامل يؤدي إلى حالة توازن . ويصل الإنتروبيا إلى مقدار أعلى مقدار له عندما تتساوى جميع الخصائص المكثفة للنظامين المختلطين .

من الوجهة العملية : إذا كان مثلا الإنتروبي S والحجم V وعدد الجسيمات N متغيرات حرة في النظام (وحفظت باقي الخصائص ثابتة) فإن الطاقة الداخلية للنظام تعطي جميع المعلومات عن النظام وتؤدي إلى الوصول إلى حالة توازن ترموديناميكي .

في تفاعل كيميائي تشكل درجة الحرارة والضغط وعدد الجسيمات متغيرات وفي تلك الحالة يعطي الإنثالبي الحر اتجاه سير التفاعل .

وكما هو الحال في حالة الميكانيكا حيث تعرف طاقة الوضع بأنها قدرة نظام على أداء شغل ميكانيكي (مثل السقوط من جبل أو من أعلى حيث تتحول طاقة الوضع إلى حركة )، فتعطي الطاقة الداخلية U قدرة النظام على أداء شغل وعلى إصدار حرارة. و طاقة غيبس الحرة هي قدرة نظام على أداء شغل غير ميكانيكي، مثل إنتاج كهرباء أو تسيير تفاعل كيميائي . كما يوجد لدينا كمون كيميائي آخر يسمى إنثالبي وهو يعطي قدرة نظام على أداء شغل ليس ميكانيكيا وإصدار حرارة. و طاقة هلمهولتز الحرة تعطي نظام على أداء شغل ميكانيكي. وبناء على ذلك فيمكن القول بأن التغير في الحرارة الداخلية ΔU هي الطاقة المضافة إلى نظام، و ΔF هي الشغل المؤدي على النظام من الخارج، و ΔG هي الشغل الغير ميكانيكي المؤدى عليه، و ΔH هي مجموع الشغل الغير ميكانيكي والحرارة المضافتين إلى النظام .

نستخدم الكمونات الترموديناميكية لحساب توازن كيميائي يحدث في تفاعل كيميائي ، أو عندما نقوم بقياس بعض خصائص المادة في التفاعلات الكيميائية. ونقوم بإجراء التفاعلات الكيميائية عادة تحت ظروف الضغط الجوي و درجة حرارة الغرفة (بافتراض أن كلاهما ثابتين) أو نجري التفاعل عند ثبات الإنتروبيا و الحجم .

وكما هو الحال في الميكانيكا حيث تميل طاقة الوضع إلأن تتخذ أقل قيمة لها عند التوازن (عند السقوط تقل طاقة الوضع) كذلك يتخد الكمون الترموديناميكي أقل قيمة له عند الوصول إلى حالة التوازن . كما يمكن استخدام الكمون الترموديناميكي لتعيين الطاقة التي يمكن الاستفادة منها من نظام ترموديناميكي تحت ظروف معينة نقوم باختيارها .

• معادلة جيبس هيلمهولتز
• معادلة جيبس الأساسية
• طاقة غيبس الحرة
• جهد كهركيميائي
• كمون كيميائي
• ديناميكا حرارية
• القانون الثاني للديناميكا الحرارية
• تفاعل كيميائي
• مبدأ أقل طاقة