Нека разгледаме характеристиките на термодинамичните системи. Те обикновено се разбират като физически макроскопични форми, състоящи се от значителен брой частици, които не предполагат използването на всяка отделна частица за описание на макроскопичните характеристики.

Няма ограничения за естеството на материалните частици, които са съставните компоненти на такива системи. Те могат да бъдат представени под формата на молекули, атоми, йони, електрони, фотони.

Особености

Нека анализираме отличителните характеристики на термодинамичните системи. Пример е всеки обект, който може да се наблюдава без използването на телескопи или микроскопи. За да се даде пълно описание на такава система, се избират макроскопични детайли, благодарение на които е възможно да се определи обемът, налягането, температурата, електрическата поляризация, магнитната индукция, химичният състав и масата на компонентите.

За всяка термодинамична система има условни или реални граници, които ги отделят от околната среда. Вместо това често се използва концепцията за термостат, характеризираща се с толкова висок топлинен капацитет, че в случай на топлообмен с анализираната система температурният индикатор остава непроменен.

Системна класификация

Нека да разгледаме каква е класификацията на термодинамичните системи. В зависимост от естеството на взаимодействието му с околната среда е обичайно да се разграничават:

• изолирани видове, които не обменят нито материя, нито енергия с външната среда;
• адиабатично изолирани, не обменящи материя с външната среда, но влизащи в обмен на работа или енергия;
• В затворените термодинамични системи няма обмен на вещество, допускат се само промени в енергийната стойност;
• отворените системи се характеризират с пълен трансфер на енергия и материя;
• частично отворените могат да имат полупропускливи прегради, поради което не участват напълно в обмена на материали.

В зависимост от описанието, параметрите на термодинамичната система могат да бъдат разделени на сложни и прости варианти.

Характеристики на прости системи

Простите системи се наричат ​​равновесни състояния, чието физическо състояние може да се определи чрез специфичен обем, температура и налягане. Примери за термодинамични системи от този тип са изотропни тела, които имат еднакви характеристики в различни посоки и точки. По този начин течности, газообразни вещества, твърди вещества, които са в състояние на термодинамично равновесие, не са изложени на електромагнитни и гравитационни сили, повърхностно напрежение и химични трансформации. Анализът на прости тела се признава в термодинамиката като важен и уместен от практическа и теоретична гледна точка.

Вътрешната енергия на термодинамична система от този тип е свързана с околния свят. При описанието се използва броят на частиците и масата на веществото на всеки отделен компонент.

Комплексни системи

Сложните термодинамични системи включват термодинамични системи, които не попадат в прости типове. Например, те са магнити, диелектрици, твърди еластични тела, свръхпроводници, фазови интерфейси, топлинно излъчване и електрохимични системи. Като параметри, използвани за тяхното описване, ние отбелязваме еластичността на пружината или пръта, фазовия интерфейс и топлинното излъчване.

Физическата система е съвкупност, в която няма химично взаимодействие между веществата в границите на температурата и налягането, избрани за изследване. А химическите системи са онези варианти, които включват взаимодействие между отделните му компоненти.

Вътрешната енергия на една термодинамична система зависи от нейната изолация от външния свят. Например, като вариант на адиабатна обвивка, може да си представим колба на Дюар. Хомогенният характер се проявява в система, в която всички компоненти имат сходни свойства. Примери за тях са газообразни, твърди и течни разтвори. Типичен пример за газообразна хомогенна фаза е земната атмосфера.

Характеристики на термодинамиката

Този раздел от науката се занимава с изучаването на основните модели на процеси, които са свързани с освобождаването и усвояването на енергия. Химическата термодинамика включва изучаването на взаимните трансформации на съставните части на системата, установяването на модели на преход на един вид енергия към друг при определени условия (налягане, температура, обем).

Системата, която е обект на термодинамично изследване, може да бъде представена под формата на всеки природен обект, включително голям брой молекули, които са разделени от интерфейс с други реални обекти. Състоянието на системата се разбира като съвкупността от нейните свойства, които позволяват да се определи от гледна точка на термодинамиката.

Заключение

Във всяка система се наблюдава преход от един вид енергия към друг и се установява термодинамично равновесие. Разделът от физиката, който се занимава с подробното изучаване на трансформациите, промените и запазването на енергията, е от особено значение. Например в химическата кинетика е възможно не само да се опише състоянието на дадена система, но и да се изчислят условията, които допринасят за нейното изместване в желаната посока.

Законът на Хес, който свързва енталпията и ентропията на разглежданата трансформация, дава възможност да се идентифицира възможността за възникване на спонтанна реакция и да се изчисли количеството топлина, освободено (погълнато) от термодинамична система.

Термохимията, основана на основите на термодинамиката, е от практическо значение. Благодарение на този раздел на химията в производството се извършват предварителни изчисления на горивната ефективност и възможността за въвеждане на определени технологии в действителното производство. Информацията, получена от термодинамиката, прави възможно прилагането на явленията еластичност, термоелектричество, вискозитет и магнетизация за промишленото производство на различни материали.

Термодинамична системае процес или среда, която се използва при анализа на преноса на енергия. Термодинамична системае всяка зона или пространство, ограничено от действителни или въображаеми граници, избрани за анализ на енергията и нейната трансформация. Неговите граници могат да бъдат неподвиженили Подвижен.

Газ в метален контейнер е пример за система с фиксирани граници. Ако е необходимо да се анализира газ в цилиндър за, стените на съда са фиксирани граници. Ако искате да анализирате въздуха в балон, повърхността на балона е движеща се граница. Ако загреете въздуха в балон, еластичните стени на балона се разтягат и границата на системата се променя, когато газът се разширява.

Пространството, съседно на границата, се нарича среда. Всеки има термодинамични системиима среда, която може да бъде източник или да го отнеме. Средата също може да върши работа в системата или да изпита работата на системата.

Системите могат да бъдат големи или малки, в зависимост от границите. Например, системата може да обхваща цялата хладилна система или газа в един от цилиндрите на компресора. Може да съществува във вакуум или да съдържа няколко фази на едно или повече вещества. Следователно действителните системи могат да съдържат сух въздух и (две вещества) или вода и водна пара(два етапа на едно и също вещество). Хомогенната система се състои от едно вещество, една от неговите фази или хомогенна смес от няколко компонента.

Има системи затворенили отворен. В затворен само енергията преминава границите му. Следователно топлината може да се движи през границите на затворена система в околната среда или от околната среда в системата.

В отворена система както енергията, така и масата могат да се прехвърлят от системата към средата и обратно. Когато се анализират помпи и топлообменници, е необходима отворена система, тъй като течностите трябва да преминават граници по време на анализа. Ако масовият поток на отворена система е стабилен и равномерен, тогава тя се нарича отворена система с постоянен поток. Масовият поток показва дали е отворен или затворен.

състояние термодинамична системаопределя се от физичните свойства на веществото. Температура, налягане, обем, вътрешна енергия и ентропия са свойства, които определят състоянието, в което съществува дадено вещество. Тъй като състоянието на системата е състояние на равновесие, то може да се определи само когато свойствата на системата са стабилизирани и вече не се променят.

С други думи, състоянието на една система може да бъде описано, когато тя е в равновесие със своята среда.

Определение 1

Термодинамичната система е съвкупност и постоянство от макроскопични физически тела, които винаги взаимодействат помежду си и с други елементи, като обменят енергия с тях.

В термодинамиката те обикновено разбират система като макроскопична физическа форма, която се състои от огромен брой частици, които не предполагат използването на макроскопични индикатори за описание на всеки отделен елемент. Няма определени ограничения в природата на материалните тела, които са съставни компоненти на такива концепции. Те могат да бъдат представени като атоми, молекули, електрони, йони и фотони

Термодинамичните системи се предлагат в три основни типа:

• изолиран - няма обмен с материя или енергия с околната среда;
• затворен - тялото не е взаимосвързано с околната среда;
• отворен - има обмен на енергия и маса с външното пространство.

Енергията на всяка термодинамична система може да бъде разделена на енергия, която зависи от позицията и движението на системата, както и енергия, която се определя от движението и взаимодействието на микрочастиците, които формират концепцията. Втората част във физиката се нарича вътрешна енергия на системата.

Характеристики на термодинамичните системи

Фигура 1. Видове термодинамични системи. Author24 - онлайн обмен на студентски работи

Бележка 1

Отличителните характеристики на системите в термодинамиката могат да бъдат всеки обект, наблюдаван без използването на микроскопи и телескопи.

За да се даде пълно описание на такава концепция, е необходимо да се изберат макроскопични детайли, чрез които е възможно точно да се определи налягане, обем, температура, магнитна индукция, електрическа поляризация, химичен състав и маса на движещи се компоненти.

За всяка термодинамична система има условни или реални граници, които ги отделят от околната среда. Вместо това те често разглеждат концепцията за термостат, която се характеризира с толкова висок топлинен капацитет, че в случай на топлообмен с анализираната концепция температурният параметър остава непроменен.

В зависимост от общия характер на взаимодействието на термодинамичната система с околната среда е обичайно да се разграничават:

• изолирани видове, които не обменят нито материя, нито енергия с външната среда;
• адиабатно изолирани - системи, които не обменят материя с външната среда, но влизат в обмен на енергия;
• затворени системи - такива, които не обменят с материя, допуска се само лека промяна в стойността на вътрешната енергия;
• отворени системи - тези, които се характеризират с пълно пренасяне на енергия и материя;
• частично отворени - имат полупропускливи прегради, поради което не участват напълно в обмена на материали.

В зависимост от формулировката значението на термодинамичната концепция може да бъде разделено на прости и сложни варианти.

Вътрешна енергия на системите в термодинамиката

Фигура 2. Вътрешна енергия на термодинамична система. Author24 - онлайн обмен на студентски работи

Бележка 2

Основните термодинамични показатели, които пряко зависят от масата на системата, включват вътрешна енергия.

Тя включва кинетична енергия, дължаща се на движението на елементарни частици на материята, както и потенциална енергия, която се появява по време на взаимодействието на молекулите една с друга. Този параметър винаги е недвусмислен. Тоест значението и реализацията на вътрешната енергия са постоянни винаги, когато концепцията е в желаното състояние, независимо от метода, чрез който е постигната тази позиция.

В системи, чийто химичен състав остава непроменен по време на енергийните трансформации, при определяне на вътрешната енергия е важно да се вземе предвид само енергията на топлинното движение на материалните частици.

Добър пример за такава система в термодинамиката е идеалният газ. Свободната енергия е определено количество работа, което физическото тяло може да извърши в изотермичен обратим процес, или свободната енергия представлява максималната възможна функционалност, която една концепция може да изпълни, притежавайки значителен запас от вътрешна енергия. Вътрешната енергия на системата е равна на сумата от свързаното и свободното напрежение.

Определение 2

Свързаната енергия е тази част от вътрешната енергия, която не може самостоятелно да се превърне в работа - това е обезценен елемент от вътрешната енергия.

При същата температура този параметър се увеличава с увеличаване на ентропията. По този начин ентропията на една термодинамична система е мярка за осигуряването на нейната първоначална енергия. В термодинамиката има и друго определение - загуба на енергия в стабилна изолирана система

Обратим процес е термодинамичен процес, който може да протича бързо както в обратна, така и в предна посока, преминавайки през едни и същи междинни позиции, като концепцията в крайна сметка се връща в първоначалното си състояние без разход на вътрешна енергия и не остават никакви макроскопични промени в околната среда пространство.

Обратимите процеси произвеждат максимална работа. На практика е невъзможно да се получат най-добри резултати от системата. Това придава теоретично значение на обратимите явления, които протичат безкрайно бавно и могат да бъдат достигнати само на къси разстояния.

Определение 3

В науката необратим е процес, който не може да се осъществи в обратна посока чрез същите междинни състояния.

Всички реални явления във всеки случай са необратими. Примери за такива ефекти са термична дифузия, дифузия, вискозен поток и топлинна проводимост. Преходът на кинетичната и вътрешната енергия на макроскопичното движение чрез постоянно триене в топлина, тоест в самата система, е необратим процес.

Променливи на състоянието на системата

Състоянието на всяка термодинамична система може да се определи от текущата комбинация от нейните характеристики или свойства. Всички нови променливи, които са напълно определени само в определен момент от времето и не зависят от това как точно концепцията е стигнала до тази позиция, се наричат ​​термодинамични параметри на състоянието или основни функции на пространството.

В термодинамиката една система се счита за стационарна, ако променливите стойности остават стабилни и не се променят с течение на времето. Един от вариантите за стационарно състояние е термодинамичното равновесие. Всяка, дори и най-незначителната промяна в концепцията вече е физически процес, така че може да съдържа от един до няколко променливи индикатора на състоянието. Последователността, в която състоянията на системата систематично се трансформират едно в друго, се нарича „път на процеса“.

За съжаление все още съществува объркване с термини и подробни описания, тъй като една и съща променлива в термодинамиката може да бъде или независима, или резултат от добавянето на няколко функции на системата наведнъж. Следователно термини като „параметър на състоянието“, „функция на състоянието“, „променлива на състоянието“ понякога могат да се разглеждат като синоними.

Основни параметри на състоянието на термодинамичните системи

Термодинамична системае съвкупност от различни тела, способни да взаимодействат енергийно помежду си и с околната среда. В този случай количеството на материята може да бъде постоянно или променливо, а телата могат да бъдат в различни агрегатни състояния (газообразни, течни или твърди).

Средата се разбира като съвкупността от всички други тела, които не са включени в термодинамичната система.

Термодинамичната система се нарича изолиран, ако не взаимодейства с околната среда, затворен- ако това взаимодействие се осъществява само под формата на обмен на енергия и отворен- ако обменя както енергия, така и материя с околната среда. Нарича се промяна в състоянието на термодинамична система в резултат на обмен на енергия с околната среда термодинамичен процес.

Основните параметри, които характеризират процесите на взаимно преобразуване на работа и топлина, са температурата T, налягане Ри обем V.

температурае мярка за интензивността на движение на молекулите на дадено вещество. Колкото по-голяма е кинетичната енергия на молекулярното движение, толкова по-висока е температурата. Температурата, съответстваща на състоянието на пълен покой на газовите молекули, се приема за абсолютна нула. Тази точка е началото на

температурни изчисления по абсолютната скала на Келвин (обозначение - T, ДА СЕ). В технологията обикновено се използва температурната скала по Целзий (обозначение - T, °C), при което точката на топене на леда се приема за 0 °C, а постоянната точка на кипене на водата при нормално атмосферно налягане се приема за 100 градуса.

Преобразуването на температурата от скала по Целзий в абсолютна скала се извършва с помощта на формулата

T=T+273.15K, (2.2)

Освен това размерът на градус по Целзий е равен на келвин: 1 °C = 1 K, т.е.

Температурата определя посоката на пренос на топлина и действа като мярка за нагряване на телата. Две системи, които са в топлинно равновесие една с друга, имат еднакви температури.

Налягане на газ.Според кинетичната теория газ, намиращ се в затворен съд, упражнява натиск върху стените му, което е резултат от силовото действие на газови молекули в случайно движение. Налягането се определя като силата, действаща върху единица повърхност и се измерва в паскали (Pa = N/m2).

Сумата от барометричното (атмосферното) и свръхналягането, упражнено от газа върху стените на съда, е абсолютното налягане:

Където V- обем, зает от газ, m3; М- масата на газа в обем V, килограма. Количеството вещество, съдържащо се в единица обем, се нарича

плътност на газа ρ , kg/m3. Това е реципрочната стойност на конкретния обем.

Състоянието на термодинамична система, характеризиращо се с постоянни стойности на параметрите във времето и в цялата маса на системата, се нарича равновесие. В система в термодинамично равновесие няма поток от топлина и материя нито вътре в системата, нито между системата и околната среда. Равновесното състояние на газ може да се изрази с уравнението f (Р, V, T) = 0.

Идеален газе газ, състоящ се от молекули, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати и които не взаимодействат една с друга (няма потенциална енергия на взаимодействие). Въвеждането на концепцията за идеален газ в термодинамиката позволява да се получат по-прости аналитични връзки между параметрите на състоянието. Опитът показва, че с известно приближение тези зависимости могат да се прилагат за изследване на свойствата на реалните газове.

Една и съща система може да бъде в различни състояния. Всяко състояние на системата се характеризира с определен набор от стойности на термодинамичните параметри. Термодинамичните параметри включват температура, налягане, плътност, концентрация и др. Промяната в поне един термодинамичен параметър води до промяна в състоянието на системата като цяло. Когато термодинамичните параметри са постоянни във всички точки на системата (обем), термодинамичното състояние на системата се нарича равновесие.

Разграничете хомогененИ разнороднисистеми. Хомогенните системи се състоят от една фаза, хетерогенните системи се състоят от две или повече фази. Фаза –Това е част от системата, хомогенна във всички точки по състав и свойства и отделена от другите части на системата чрез интерфейс. Пример за хомогенна система е воден разтвор. Но ако разтворът е наситен и на дъното на съда има солни кристали, тогава разглежданата система е хетерогенна (има фазова граница). Друг пример за хомогенна система е обикновената вода, но водата с плаващ в нея лед е хетерогенна система.

За да се опише количествено поведението на една термодинамична система, се въвежда параметри на състоянието -величини, които еднозначно определят състоянието на системата в даден момент от време. Параметрите на състоянието могат да бъдат намерени само въз основа на опит. Термодинамичният подход изисква те да могат да бъдат измерени емпирично с помощта на макроскопични инструменти. Броят на параметрите е голям, но не всички от тях са значими за термодинамиката. В най-простия случай всяка термодинамична система трябва да има четири макроскопични параметъра: маса М, сила на звука V, налягане стри температура T. Първите три от тях се дефинират доста просто и са добре познати от курса по физика.

През 17-19 век са формулирани експериментални закони за идеалните газове. Нека ги припомним накратко. Идеални газови изопроцеси – процеси, при които един от параметрите остава непроменен. 1. Изохоричен процес . Законът на Чарлз. V = const. Изохоричен процес нарича процес, който възниква, когато постоянен обем V. Поведението на газа в този изохоричен процес се подчинява Законът на Чарлз : При постоянен обем и постоянни стойности на масата на газа и неговата моларна маса съотношението на налягането на газа към неговата абсолютна температура остава постоянно: P/T= конст. Графика на изохоричен процес върху PV-диаграмата се нарича изохора . Полезно е да знаете графиката на изохорния процес на RT- И VT-диаграми (фиг. 1.6). Изохорно уравнение: където P 0 е налягането при 0 °C, α е температурният коефициент на налягането на газа, равен на 1/273 deg -1. Графика на такава зависимост от Рt-диаграмата има формата, показана на фигура 1.7. Ориз. 1.7 2. Изобарен процес. Законът на Гей-Люсак. Р= конст. Изобарен процес е процес, който протича при постоянно налягане P . Поведението на газ по време на изобарен процес се подчинява Законът на Гей-Люсак : При постоянно налягане и постоянни стойности на масата на газа и неговата моларна маса съотношението на обема на газа към неговата абсолютна температура остава постоянно: V/T= конст. Графика на изобарен процес върху VT-диаграмата се нарича изобара . Полезно е да знаете графиките на изобарния процес на PV- И RT-диаграми (фиг. 1.8). Ориз. 1.8 Изобарно уравнение: където α =1/273 deg -1 - температурен коефициент на обемно разширение. Графика на такава зависимост от Vtдиаграмата има формата, показана на фигура 1.9. Ориз. 1.9 3. Изотермичен процес. Законът на Бойл-Мариот. T= конст. Изотермичен процес е процес, който се случва, когато постоянна температура T. Поведението на идеален газ по време на изотермичен процес се подчинява Закон на Бойл-Мариот: При постоянна температура и постоянни стойности на масата на газа и неговата моларна маса, произведението на обема на газа и неговото налягане остава постоянно: PV= конст. Графика на изотермичен процес върху PV-диаграмата се нарича изотерма . Полезно е да знаете графиките на изотермичен процес на VT- И RT-диаграми (фиг. 1.10). Ориз. 1.10 Уравнение на изотермата: (1.4.5) 4. Адиабатен процес (изоентропичен): Адиабатен процес е термодинамичен процес, който протича без топлообмен с околната среда. 5. Политропен процес. Процес, при който топлинният капацитет на газ остава постоянен.Политропният процес е общ случай на всички изброени по-горе процеси. 6. Закон на Авогадро. При еднакви налягания и еднакви температури равни обеми от различни идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. Един мол от различни вещества съдържа N A=6,02·10 23 молекули (числото на Авогадро). 7. Закон на Далтон. Налягането на смес от идеални газове е равно на сумата от парциалните налягания P на газовете, включени в нея: 8. Закон за обединения газ (Закон на Клапейрон). В съответствие със законите на Бойл-Мариот (1.4.5) и Гей-Люсак (1.4.3), можем да заключим, че за дадена маса газ

газови смеси. Като пример можем да посочим продуктите от изгаряне на гориво в двигатели с вътрешно горене, пещи на пещи и парни котли, влажен въздух в сушилни инсталации и др.

Основният закон, който определя поведението на газовата смес, е законът на Далтон: общото налягане на смес от идеални газове е равно на сумата от парциалните налягания на всички нейни компоненти:

Парциално налягане пи- налягането, което би имал газът, ако той сам при същата температура заемаше целия обем на сместа.

Методи за определяне на смес.Съставът на газовата смес може да бъде определен чрез маса, обем или молни фракции.

Масова частсе нарича съотношение на масата на отделен компонент Ми, към масата на сместа М:

Очевидно е, че.

Масовите фракции често се определят като проценти. Например за сух въздух; .

Обемнифракцията е съотношението на намаления обем газ V към общия обем на сместа V: .

дадение обемът, който газовият компонент би заемал, ако неговото налягане и температура бяха равни на налягането и температурата на сместа.

За да изчислим намаления обем, пишем две уравнения на състоянието аз-ти компонент:

; (2.1)

.

Първото уравнение се отнася до състоянието на газов компонент в смес, когато има парциално налягане пии заема пълния обем на сместа, а второто уравнение - до редуцирано състояние, когато налягането и температурата на компонента са равни, както за сместа, РИ T.От уравненията следва, че

След като обобщим връзката (2.2) за всички компоненти на сместа, получаваме, като вземем предвид закона на Далтон, откъдето. Обемните фракции също често се посочват като проценти. За въздух,.

Понякога е по-удобно да се посочи съставът на сместа в молни фракции. Молна фракциянаречено отношение на броя на бенките Niот въпросния компонент към общия брой молове на сместа н.

Нека газовата смес се състои от N1молове от първия компонент, N2молове от втория компонент и т.н. Броят молове на сместа и молната част на компонента ще бъдат равни на .

В съответствие със закона на Авогадро, обемите на мол от всеки газ едновременно РИ T,по-специално, при температурата и налягането на сместа, в състояние на идеален газ, същото. Следователно намаленият обем на който и да е компонент може да се изчисли като произведение на обема на един мол по броя на моловете на този компонент, т.е. и обемът на сместа - съгласно формулата. Тогава и, следователно, определянето на смесващите се газове в молни фракции е равно на определянето на неговите обемни фракции.

Газова константа на смес от газове. Сумирайки уравнения (2.1) за всички компоненти на сместа, получаваме . Като вземем предвид, можем да напишем

, (2.3)

. (2.4)

Общата енергия на термодинамичната система е сумата от кинетичната енергия на движение на всички тела, включени в системата, потенциалната енергия на тяхното взаимодействие помежду си и с външни тела и енергията, съдържаща се в телата на системата. Ако от общата енергия извадим кинетичната енергия, която характеризира макроскопичното движение на системата като цяло, и потенциалната енергия на взаимодействието на нейните тела с външни макроскопични тела, тогава останалата част ще представлява вътрешната енергия на термодинамиката. система.
Вътрешната енергия на термодинамичната система включва енергията на микроскопичното движение и взаимодействие на частиците на системата, както и техните вътрешномолекулни и вътрешноядрени енергии.
Общата енергия на системата (и следователно вътрешната енергия), както и потенциалната енергия на тялото в механиката могат да бъдат определени с точност до произволна константа. Следователно, ако липсват някакви макроскопични движения в системата и нейните взаимодействия с външни тела, можем да приемем „макроскопичните“ компоненти на кинетичната и потенциалната енергия равни на нула и да считаме вътрешната енергия на системата равна на нейната обща енергия. Тази ситуация възниква, когато системата е в състояние на термодинамично равновесие.
Нека въведем характеристика на състоянието на термодинамично равновесие - температура. Това е името на величина, която зависи от параметрите на състоянието, например от налягането и обема на газа, и е функция на вътрешната енергия на системата. Тази функция обикновено има монотонна зависимост от вътрешната енергия на системата, т.е. расте с увеличаване на вътрешната енергия.
Температурата на термодинамичните системи в състояние на равновесие има следните свойства:
Ако две равновесни термодинамични системи са в топлинен контакт и имат еднаква температура, тогава цялата термодинамична система е в състояние на термодинамично равновесие при една и съща температура.
Ако някоя равновесна термодинамична система има същата температура като две други системи, тогава трите системи са в термодинамично равновесие при една и съща температура.
По този начин температурата е мярка за състоянието на термодинамично равновесие. За да се установи тази мярка, е целесъобразно да се въведе концепцията за пренос на топлина.
Преносът на топлина е пренос на енергия от едно тяло към друго без пренос на материя или извършване на механична работа.
Ако няма пренос на топлина между телата, които са в топлинен контакт помежду си, тогава телата имат еднакви температури и са в състояние на термодинамично равновесие едно с друго.
Ако в изолирана система, състояща се от две тела, тези тела са с различни температури, тогава преносът на топлина ще се извърши по такъв начин, че енергията се прехвърля от по-нагрятото тяло към по-малко нагрятото. Този процес ще продължи, докато температурите на телата се изравнят и изолирана система от две тела достигне състояние на термодинамично равновесие.
За да се осъществи процесът на пренос на топлина, е необходимо да се създадат топлинни потоци, т.е. необходимо е излизане от състоянието на топлинно равновесие. Следователно равновесната термодинамика не описва процеса на пренос на топлина, а само неговия резултат - преминаването към ново равновесно състояние. Самият процес на топлообмен е описан в шеста глава, посветена на физическата кинетика.
В заключение трябва да се отбележи, че ако една термодинамична система има по-висока температура от друга, тогава тя не е задължително да има по-голяма вътрешна енергия, въпреки увеличаването на вътрешната енергия на всяка система с повишаване на нейната температура. Например, по-голям обем вода може да има повече вътрешна енергия, дори при по-ниска температура, отколкото по-малък обем вода. В този случай обаче пренос на топлина (пренос на енергия) няма да настъпи от тяло с по-голяма вътрешна енергия към тяло с по-малка вътрешна енергия