Bany tèrmic

En termodinàmica, un bany tèrmic és un sistema (S) que la seua capacitat calorífica és tan gran que, quan es troba en contacte en un sistema de prova $(\Sigma )$, la temperatura de (S) permaneix constant. Es tracta d'un sistema ideal que constituïx una reserva infinita d'energia.

Justificació

Siga (S) un bany tèrmic de volum constant a temperatura $T_0$. Si el bany tèrmic es posa en contacte en el sistema de prova $(\Sigma )$, i rep la calor elemental $\delta Q$, l'energia interna O del bany tèrmic varia segons:

$dU=\delta Q$

conforme al primer principi de la termodinàmica. Si el volum del bany tèrmic permaneix constant, es complix:

$dU=C_{V}d{T}_0$

a on $C_V$ és la capacitat calorífica a volum constant del bany tèrmic i $d{T}_0$ el seu increment de temperatura. De la definició capacitat calorífica a volum constant s'obté:

$d{T}_0=\frac{\delta Q}{C_V}$

Per lo tant, per a que l'increment de temperatura del bany tèrmic siga nul, la capacitat tèrmica del bany tèrmic té que ser infinita:

$C_V=+\mathrm{\infty }$

Ya que la capacitat tèrmica a volum constant és una magnitut extensiva, el número de moles del bany tèrmic té que ser infinit:

$n=\frac{C_V}{C_{V_m}}=+\mathrm{\infty }$

En la pràctica, la condició per a que un sistema (S) es considere un bany tèrmic respecte a un atre $(\Sigma )$, radica que el número de moles de (S) siga superior al número de moles de $(\Sigma )$ en varis órdens de magnitut.

$n_{(S)}\gg n_{(\Sigma )}$