موضوع ومجال الديناميكا الحرارية : Scope of thermodynamic

لقد سبقت الاشارة إلى أن وصف جملة أو كيان عن طريق تحديد بعض خواصه الواقعة تحت الحس المباشر والقابلة للقياس بيسر وسهولة تشكل الطريقة الجهرية للوصف . وتعتبر تلك الطريقة هي نقطة البداية في مختلف الدراسات الفيزيائية . فمثلاً عند دراسة ميكاميكية جسم جامد متماسك rigid body نلجأ للطريقة الجهرية ذلك أننا لا نهتم إلا بمظاهره الخارجية . حيث حيث يجري تحديد موقع مركز كتلته بالنسبة لمحاور مختارة عند لحظة معينة . فتحديد الموقع والزمن أو ما يتركب منهما مثل السرعة تؤلف مع بعض الكميات الجهرية المستخدمة في الميكانيك وتسمى بالاحداثيات الميكانيكية mechanical coordinates . وعن طريق هذه الاحداثيات الميكانيكية نتمكن من معرفة طاقة حركة وطاقة وضع الجسم الجامد بالنسبة لمحاور معينة . ويمثل هذان النوعان من الطاقة الطاقة الخارجية external أو الطاقة الميكانيكية للجسم الجامد أو الجاسئ . إن من أهداف الميكانيكا أن توجد العلاقات المناسبة بين احداثيات الموقع والزمن بما يتفق من الميكانيكا النيوتونية أي قوانين الحركة لنيوتن . أما في الديناميكا الحرارية فإن الانتباه ينصب على داخل الكيان . وتتبع الطريقة الجهرية للوصف ويتم التأكيد على الكميات الجهرية التي ترتبط بحالة الكيان أو الملة الداخلية . ويتحتم عن طريق التجربة والمشاهدة أن نعين الكميات الضرورية والكافية لوصف الحالة الداخلية للكيان بالاحداثيات الثيرموديناميكا Thermodynamic coordinates . تمكن معرفة هذه الاحداثيات من تحديد الطاقة الداخلية للكيان internal energy . إن من أهداف الثيرموديناميكا أو الديناميكا الحرارية أن توجد العلاقات المناسبة بين مختلف الاحداثيات الثيرموديناميكا وبما يتفق مع قوانين الديناميكا الحرارية .

يسمى الكيان الذي يوصف بالاحداثيات الثرموديناميكية بكيان ثيرموديناميكي . وفي الهندسة ربما أن أهم الكيانات الثيرمودينامية هي الغازات مثل الهواء وبخار المادة ومخاليط تلك مثل بخار الوقود السائل مع الهواء وبخار المادة الملامس لسائلها مثل الامونيا وبخارها . وتهتم الديناميكا الحرارية الكيميائية بالكيانات السابقة مضافاً إليها الجوامد solids والاغشية السطحية والاعمدة أو الخلايا الكهربائية eelectic cells. وتهتم الديناميكا الحرارية الفيزيائية بكل ما سبق بالاضافة لكيانات اخرى مثل الاسلاك المشدودة والمكثفات الكهربائية electric capacitors والازدواجات الحرارية والمواد المغناطيسية thermocouples and magnetic substaces .