Фундаментална једначина у термодинамици је једначина која описује целу термодинамику система. Најчешће фундаменталне једначине су енергијска фундаментална једначина (функција унутрашње енергије) и ентропијска фундаментална једначина (функција ентропије) и фундаменталне једначине за различите термодинамичке потенцијале.
Природне променљиве су променљиве -{x1, ..., xk}- од којих зависи функција -{F}- тако да ако се изрази преко њих у облику -{F = F (x1, ..., xk)}-, она постаје фундаментална једначина.
За разлику од фундаменталне једначине која сама описује цео термодинамички систем, свака друга једначина стања садржи мање термодинамичких информација о систему.
Одређивање фундаменталне једначине
Фундаменталне једначине се теоријски не могу одредити у оквиру термодинамике, већ се одређују: емпиријски преко најмање две једначине стања методама статистичке физике на моделима.Thermodinamics and an Introduction to Thermostatistics, друга едиција, Hebert B. Callen, pp. 44 - поглавље: Услови равнотеже
Врсте фундаменталних једначина Енергијска фундаментална једначина: -{U = U (S, V, N)}- Ентропијска фундаментална једначина: -{S = S (U, V, N)}-
Фундаменталне једначине за термодинамичке потенцијале:
Фундаментална једначина за Хелмхолцову слободну енергију: -{F = F (T, V, N)}- Фундаментална једначина за енталпију: -{H = H (S, p, N)}- Фундаментална једначина за Гибсов термодинамички потенцијал: -{G = G (T, p, N)}- Фундаментална једначина за Омега потенцијал: -{Ω = Ω (T, V, μ)}-
Потпуна одређеност система
300px|мини|лево|Потпуна и непотпуна информација о систему Ако је позната енергијска фундаментална једначина, за константне вредности -{N}- и -{V}-, једначина зависи само од ентропије -{U = U (S)}-, што представља једну криву (слика а - зависност -{U = U (S)}- је приказана јаком линијом). Свака тачка криве одређује нагиб, што је, по дефиницији, температура. Због одређености температуре следи да из зависности -{U = U (S)}- можемо одредити функцију -{U = U (Т)}- (слика б).
С друге стране, ако би била позната зависност -{U = U (Т)}- која представља једну једначину стања, фундаменталну једначину -{U = U (S)}- добијамо интеграљењем једначине стања, те ће функција коју тражимо -{U = U (S)}- бити неодређена до на константу интеграције (слика а, испрекидане линије).
Дакле, познавање фундаменталне једначине -{U = U (S)}- повлачи познавање једначине стања -{U = U (Т)}-, док обрнуто не важи.
Види још Једначина стања Термодинамика
Референце
Категорија:Термодинамика