II/ Trường hợp một hệ KLT
IV.A Các đại lượng nhiệt động lực IV.A1 Công và nhiệt lượng
IV.A1 Công và nhiệt lượng
Ta xét một hệ có tham số ngoại là thể tích, thể tích này biến thiên từ giá trị V đến giá trị V+dV. Nếu quá trình biến đổi của hệ là chuẩn tĩnh để áp suất của hệ có giá trị xác định là p thì công vĩ mô nguyên tố mà hệ thực hiện được là
pdV W=
δ . (IV.1)
Nếu thể tích lúc đầu và lúc sau của hệ sau quá trình lần lượt là Vi và Vf thì công thực hiện bởi hệ sau quá trình biến đổi được tính bởi
∫∫δ = ∫δ = = Vf i V f V i V if W pdV W . (IV.2)
Một cách tổng quát thì Wif phụ thuộc vào quá trình biến đổi (tức là δW không phải là một vi phân chính xác), trong khi nếu gọi E là năng lượng của hệ thì E là một hàm của trạng thái vĩ mô, tức là giá trị
∫
f
i
dE (IV.3)
không phụ thuộc quá trình mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu i và trạng thái cuối f của hệ (dE là một vi phân chính xác).
Bây giờ ta xét hai hệ vĩ mô tương tác với nhau, khi năng lượng của một hệ thay đổi thì sự thay đổi này không phải chỉ do tham số ngoại biến thiên mà thôi. Do đó, ta có thể phân biệt độ biến thiên của năng lượng làm hai phần: phần thứ nhất là do tham số ngoại biến thiên, đó là công mà hệ nhận được là −W, và phần thứ nhì là năng lượng mà hệ nhận nếu tham số ngoại không đổi là nhiệt lượng Q.
Vậy độ biến thiên năng lượng ΔE của hệ có thể được viết
Q W E=− + Δ (IV.4) hay: W E Q=Δ + , (IV.5)
là độ biến thiên năng lượng không do tham số ngoại.
Từ công thức trên, ta có thể nhận xét rằng δQ không phải là một vi phân chính xác.