Termodynamiikka

Tämän artikkelin tai sen osan muoto tai tyyli kaipaa korjausta. Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla. Tarkennus: liian luettelomainen

Termodynamiikka eli lämpöoppi on fysiikan ala, joka tutkii energian muuttumista energialajista toiseen, ja erityisesti lämmön ja työn välistä yhteyttä. Termodynamiikka tutkii sitä kuinka systeemin makroskooppiset ominaisuudet, esimerkiksi lämpötila, tilavuus ja paine, muuttuvat termodynaamisissa prosesseissa. Termodynamiikan peruslainalaisuudet kuvataan perinteisesti neljän pääsäännön avulla, jotka kuvaavat energian ominaisuuksia ja siten kuinka eri energiamuodot vaikuttavat keskenään.

Termodynamiikka tieteenä syntyi 1700- ja 1800-lukujen aikana. Yksi varhaisimmista termodynamiikan kehittäjistä oli Sadi Carnot, joka pyrki parantamaan varhaisten höyrykoneiden tehokkuutta. Termodynamiikan ensimmäinen ja toinen pääsääntö saivat nykyisen sisältönsä Lordi Kelvinin, Rudolf Clausiuksen ja William Rankinen töissä. Nimeä termodynamiikka käytti ensimmäisenä Lordi Kelvin vuonna 1849.^[1]

Termodynamiikka on laaja tieteenala, joka jakautuu useisiin haaroihin. Eri haarat jakavat samat perusteoreemat ja -käsitteet, mutta ne eroavat toisistaan lähestymistavoissaan ja sovellusalueissaan. Usein erotellaan kaksi lähestymistapaa: klassinen termodynamiikka tarkastelee aineen makroskooppisia ominaisuuksia ja niistä mittaamalla saatavaa tietoa, kun taas tilastollinen termodynamiikka lähtee liikkeelle aineen mikroskooppisten rakenneosasten, atomien ja molekyylien, kvanttimekaanisista ominaisuuksista, ja pyrkii selittämään aineen makroskooppiset ominaisuudet niiden pohjalta. Termodynamiikkaa sovelletaan lähes kaikilla fysiikan, kemian ja tekniikan aloilla. Sillä on keskeinen rooli esimerkiksi lämpökemiassa, energiatekniikassa, meteorologiassa ja tiiviin aineen fysiikassa.

1. ↑ William Thomson: XXXVI.—An Account of Carnot's Theory of the Motive Power of Heat;*with Numerical Results deduced from Regnault's Experiments on Steam.†. Earth and Environmental Science Transactions of The Royal Society of Edinburgh, 1849/ed, 16. vsk, nro 5, s. 541–574. doi:10.1017/S0080456800022481 ISSN 2053-5945 Artikkelin verkkoversio. (englanti)