مبحث ترمودینامیک، آخرین فصل از فیزیک دهم رشتۀ ریاضی است. این فصل به بررسی تغییر و تحولات سیالات و تبادل انرژی بین یک سیال (گاز) منزوی و محیط اطرافش می‌پردازد. موضوع اصلی مبحث ترمودینامیک در فیزیک دهم ریاضیِ دبیرستان، برسی تغییرات انرژی درونی گاز کامل است.در این مبحث با کمیت های دما، فشار، حجم، تعداد مول ماده، گرما و کار سروکار دارید. این کمیت ها نرده‌ای (غیر برداری) هستند.
آی فیزیک در حال بارگزاری جزوۀ ترمودینامیک در بخش آموزش فیزیک دهم دبیرستان است. مرحلۀ اول این درسنامه آماده و بارگزاری شده است. در این قسمت با مفاهیم و تعاریف اولیه آشنا می‌شوید؛ برخی از انواع فرآیندهای ایستاوار ترمودینامیکی را می‌آموزید. برای درک بهتر این مبحث، نمودار فرآیندهای مختلف رسم شده است تا درک تغییراتِ کمیت‌های ترمودینامیکی برای دانش‌آموزان راحت تر باشد.
فرآیند هم حجم
در این فرآیند حجم گاز ثابت می ماند و با تغییر دما ، فشار آن تغییر خواهد کرد . با توجه به معادله حالت:
PV=nRT
با توجه به اینکه n ، R و V ثابت و بدون تغییر هستند، رابطۀ فشار بر حسب دما، مستقیم است، یعنی با افزایش دما، فشار نیز افزایش و با کاهش دما، فشار نیز کاهش می یابد
نمودارهای فرآیند هم حجم
نمودار P-T در فرآیند هم حجم
- با تغییرات دما، فشار نیز تغییر می‌کند
- امتداد نمودار به مبدأ می‌رسد زیرا عرض از مبدأ نمودار صفر است
- شیب نمودار برابر نسبت nR⁄v است
نمودار V-T در فرآیند هم حجم
- نمودار افقی است و با تغییر دما، حجم تغییر نمی‌کند
- با افزایش دما، فشار افزایش می‌یابد
- با کاهش دما، فشار کاهش می‌یابد
نمودار P-V در فرآیند هم حجم
- چون حجم ثابت است، با تغییر فشار، حجم تغییر نمی‌کند
- با افزایش دما فشار افزایش می‌یابد، با کاهش دما، فشار کاهش می‌یابد
- چون هیچ مساحتی بین نمودار و محور V ایجاد نشده است، کار برابر صفر است
به عبارت دیگر چون ΔV برابر صفر است پس با توجه به رابطۀ W=-PΔV ، کار نیر صفر است