Füüsikamaailmas on haru, mis vastutab soojuse poolt tekitatavate ja süsteemis töötavate transformatsioonide uurimise eest. See on umbes termodünaamika. See on füüsika haru, mis vastutab kõigi transformatsioonide uurimise eest, mis on tingitud protsessidest, mis hõlmavad muutusi nii temperatuuri kui ka energia olekumuutujates makroskoopilisel tasemel. Selle teemaga süvenemiseks võite tutvuda termodünaamika põhimõtted ja ka temperatuuri mõõtühikute süsteemid.
Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma termodünaamika ja termodünaamika põhimõtete kohta.
põhijooned
Klassikalise termodünaamika analüüsimisel näeme, et see põhineb makroskoopilise süsteemi kontseptsioonil. See süsteem pole midagi muud kui väliskeskkonnast eraldatud osa füüsilisest või kontseptuaalsest massist. Termodünaamiliste süsteemide paremaks uurimiseks eeldatakse alati, et see on füüsiline mass, mida energia vahetus välise ökosüsteemiga ei häiri.
Makroskoopilise süsteemi olek, mis on tasakaalu tingimustes määratakse see suurustega, mida nimetatakse termodünaamilisteks muutujateks. Me teame kõiki neid muutujaid ja need on temperatuur, rõhk, maht ja keemiline koostis. Kõik need muutujad määravad süsteemid ja nende tasakaalu. Peamised tähistused keemilises termodünaamikas on paika pandud tänu kohaldatavale rahvusvahelisele liidule. Nende ühikutega saate töötada ja termodünaamika seadust paremini selgitada. Lisaks uuritakse entroopia See on ka selles valdkonnas hädavajalik.
Siiski on termodünaamika haru, mis ei uuri tasakaalu, vaid vastutab termodünaamiliste protsesside analüüsimise eest, mida iseloomustavad peamiselt kellel puudub võime stabiilselt saavutada tasakaalutingimusi. See on seotud käitumise mõistmise tähtsusega termodünaamilised tsüklid nendes protsessides.
Seadused
Põhimõtted mõisteti hukka 19. sajandil ja mis Nende ülesandeks on reguleerida kõiki teisendusi ja nende edenemist. Samuti analüüsivad nad, millised on tegelikud piirid tõelise kontseptsiooni saamiseks. Need on aksioomid, mida ei saa tõestada, kuid mis on kogemuste põhjal tõestamatud. Iga termodünaamika teooria põhineb neil põhimõtetel. Saame eristada 3 põhiprintsiipi pluss nullprintsiibi, mis määrab temperatuuri ja on kaudne ülejäänud 3 põhimõttes.
Null seadus
Kirjeldame seda nullseadust, mis on esimene, mis vastutab ülejäänud põhimõtetes kaudselt sisalduva temperatuuri kirjeldamise eest. Kui kaks süsteemi suhtlevad üksteisega ja on termilises tasakaalus, jagavad nad mõningaid omadusi. Neid omadusi, mida nad üksteisega jagavad, saab mõõta ja anda numbrilise väärtuse. Selle tulemusel, kui kaks süsteemi on tasakaalus kolmandaga, on nad omavahel tasakaalus ja jagatud omadus on temperatuur.
Seetõttu ütleb see nullprintsiip lihtsalt, et kui keha A oli tasakaalus kehaga B ja see keha B on termilises tasakaalus kehaga C, siis on ka kehad A ja C tasakaalus termiline. See põhimõte aitab mõista kehade vahelist soojusvahetust erinevatel temperatuuridel. Neile, kes soovivad neid seadusi paremini mõista, soovitan külastada veebilehte füüsika harud.
Esimene termodünaamika seadus
Kui keha puutub kokku külmema kehaga, toimub transformatsioon, mis viib tasakaaluseisundisse. See tasakaaluseisund põhineb kahe keha võrdsel temperatuuril, kuna kuuma keha ja külma keha vahel toimub energiaülekanne. Selle nähtuse selgitamiseks eeldasid teadlased, et kuum aine, mida esineb suuremates kogustes, läks üle külmemasse kehasse. Mõeldi vedelikku, mis võiks soojuse vahetamiseks läbi taigna liikuda.
See põhimõte vastutab soojuse kui energiavormi tuvastamise eest. See ei ole materiaalne aine. Nii oli võimalik näidata, et soojus, mida mõõdetakse kalorites, ja töö, mida mõõdetakse džaulides, on samaväärsed. Seetõttu teame seda täna 1 kalor on umbes 4,186 džauli.
Võib öelda, et termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse põhimõte. Soojusmasinas muudetakse teatud hulk energiat tööks ja pole ühtegi masinat, mis suudaks seda tööd energiat tarbimata teha. Selle esimese põhimõtte saame kehtestada järgmiselt: suletud termodünaamilise süsteemi siseenergia kõikumine on võrdne erinevusega, mis eksisteerib süsteemi antud soojuse ja selle süsteemi poolt keskkonnas tehtud töö vahel.
Termodünaamika teine seadus
See põhimõte sätestab, et on võimatu luua tsüklilist masinat, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandmine külmalt kehalt soojale. Võime öelda, et on võimatu läbi viia transformatsiooni, mille tulemus on ainult see on ühest allikast eraldatud soojuse muundamine mehaaniliseks tööks.
See põhimõte vastutab teise eksisteeriva liigi teadaoleva pideva liikumise võimaluse eitamise eest. Teame, et süsteemi entroopia jääb muutumatuks isoleerituks, kui toimub pöörduv teisendus. Teame ka, et see suureneb, kui toimub pöördumatu transformatsioon.
Termodünaamika kolmas seadus
See viimane põhimõte on tihedalt seotud teisega ja seda peetakse selle tagajärjeks. See põhimõte ütleb, et absoluutset nulli ei saa saavutada piiratud arvu värviteisendustega. Teame, et absoluutne null ei ole midagi muud kui minimaalne temperatuur, mis on võimalik saavutada. Ühikutes Teame, et kelvin on 0, kuid Celsiuse kraadides on selle väärtus -273.15 kraadi.
Samuti tehakse kindlaks, et 0 kelvini temperatuuril täiesti kristalse tahke aine entroopia on 0. See tähendab, et entroopiat ei esineks, seega oleks süsteem täiesti stabiilne. Seda moodustavate osakeste vabanemis-, translatsiooni- ja pöörlemisenergia poleks temperatuuril 0 kelvinit midagi.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada termodünaamikast ja põhiprintsiipidest.