Kimyasal maddelerin ve reaksiyonların özelliklerini tanımlayabilmek için bu özelliklerin birbirleri
ile ilişkilerini tanımlayabilmemiz gerekir.
Bu özellikleri tanımlayabilmek için iki değişken yeterli olabilir. Örneğin 1 mol maddeyi dikkate
alacak olursak, maddeye ilişkin hacim , iç enerji, entalpi gibi fonksiyonlar ile ilgileniriz. Sık olarak
Bu özelliklerin sıcaklık ve basınca bağlı olduğunu düşünebiliriz. Bu bağımlılığı,
U = f(T, P)
şeklinde gösterebiliriz.
Bu ilişki grafiksel olarak yandaki gibi gösterilebilir. U nin P ve T bağımlılığı ayrı ayrı
kısmi türevleri şeklinde
ve
olarak gösterilebilir. İç enerji için toplam difransiyel
yazılabilir. İç enerji değişimi genellikle sıcaklık ve hacmin bir fonksiyonu olarak,
Şeklinde, Entalpi ise sıcaklık ve basıncın fonksiyonu
olarak ele alınır.
Kısmi türevleri içeren eşitlikler için genelde dört yardımcı noktaya dikkat etmek gerekir.
1. (U/V)T ve
(U/T)V kısmi türevleri T ve V
nin fonksiyonu olduklarından
yazılabilir.
2. Süreçler için fonksiyon sabit kalıyorsa, örneğin dU=0 ise;
= 0
yazabiliriz. Bu eşitlik kısmi türev kurallarına göre yeniden düzenlenirse;
veya
yazılabilir.
3. Eğer bir türev toplam difransiyellerden oluşuyorsa, örneğin ;
eşitliği için dT veya dV ye bölünerek
veya
eşitlikleri yazılabilir.
4. Aynı değişkenlerin sabit tutulduğu türevler ve kısmi türevler, kesirler halinde kullanılabilir. Örneğin dV/dP için;
(dV/dP) = (dV/dU)(dU/dP)
Benzer şekildeki kısmi türev işlemi için;
(V/P)T = (V/U)T(U/P)T
yazılabilir.
Bunlara benzer eşitlikler ideal gazların davranışlarını açıklamak için geelecekbölümlerde kullanılacaktır.
Joule's Mechanical Equivalent of Heat Apparatus
James Prescott Joule (1818 - 1889)