Termodinamika yra fizikos sritis, tirianti kelis reiškinius ir sudėtingas fizines sistemas, kuriose keičiamasi šilumos, transformacijos energijos ir temperatūros svyravimai. Termodinamiką valdo keturiįstatymai.entropija, temperatūra, šiluma ir apimtis kurie leidžia apibūdinti įvairias sistemas kintamaisiais, tokiais kaip slėgis, apimtis, temperatūra, šiluma ir entropija.
Taip pat žiūrėkite: Kalorimetrija: svarbiausių šioje srityje santrauka
Termodinamikos pagrindai
Termodinamika yra a statistinis gamtos apibūdinimas, per ją galima įsivaizduoti daug kūnų turinčių sistemų makroskopinį elgesį. Kadangi ši studijų sritis yra gana plati, bus pateiktos kelios pagrindinės sąvokos, kad būtų lengviau suprasti toliau aptartus dėsnius.
termodinaminė sistema
Termodinaminės sistemos yra atskirti regionai jų kaimynystėje dėl tam tikrų savybių Šie regionai gali būti atskirti sienomis, membranomis, be kita ko, pavyzdžiui, galima apsvarstyti dujos baliono viduje kaip sistema.
apibrėžimas sistemauždaryta, savo ruožtu, yra šiek tiek labiau ribotas. Uždaros sistemos yra tokios, kurios nekeičia šilumos, nesimankština ir negauna darbas jų rajonų.
Taip pat žiūrėkite: Kaip veikia juoda šviesa ir kur ją galima naudoti?
termodinaminė būsena
Termodinaminė būsena susijusi su a kintamųjų rinkinys prie kurių galima priprasti apibūdinti sistemos sąlygas. Tai leidžia atkurti šias sąlygas kitam eksperimento dalyviui, pavyzdžiui, kitaip tariant, sistemos būsena simbolizuoja jos būklę tokiais parametrais kaip: spaudimas, tūris, temperatūra. Kai sistemoje vyksta termodinaminis būsenos pokytis, sakome, kad ji patyrė a transformacija.
termodinaminė pusiausvyra
Termodinaminė pusiausvyra yra būklė, kai sistema neparodo jokių pokyčių tendencijų. spontaniška termodinaminė būsena, tai yra sistema, kuri yra pusiausvyroje termodinaminis savaime nekeičia savo būsenos, nebent jam įtakos turi jo aplinka.
Termodinaminės pusiausvyros samprata taip pat yra svarbi norint suprasti grįžtamojo virsmo ir negrįžtamojo virsmo idėją. Transformacijosgrįžtamasis yra tie, kurie įvyksta labai arti pusiausvyros situacijos, šia prasme sistema, kurioje vyksta grįžtama transformacija, greitai grįžta į pusiausvyrą.
Transformacijosnegrįžtamas yra tie, kuriuose pusiausvyros sąlygos yra vis mažiau prieinamos, todėl visuma sistema keičia savo charakteristikas taip, kad jai nebeįmanoma grįžti į valstybę ankstesnis.
Temperatūra
Pagal kinetinė dujų teorija, temperatūrą galima suprasti kaip makroskopinis pasireiškimas termodinaminės sistemos sudedamųjų dalelių kinetinės energijos. Todėl ši temperatūra matuoja sujaudinimo laipsnis. Jo matavimo vienetas yra kelvinas (K).
Pažiūrėktaip pat:Gama spinduliai: spinduliavimas, gaunamas iš kosmoso ir galintis praeiti per žmogaus kūną
termodinaminis darbas
Termodinaminis darbas yra energijos mainai tarp dviejų termodinaminių sistemų dėl savo sienų judėjimo. Pavyzdžiui, kai šildote dujas švirkšto stūmoklio viduje, tam tikroje vietoje dujų slėgis yra pakankamai didelis, kad stumtų stūmoklį. Ši energija, tada a pavidalu mechaninė energija, yra perkeltas iš dujų į išorinę terpę, dėl to sumažėja dujų temperatūra ir vidinė energija.
Termodinamikos dėsniai
Yra keturi termodinamikos dėsniai ir kiekvienas iš jų yra susijęs su sąvoka Termologija, patikrinkime, kokie yra termodinamikos dėsniai ir ką kiekvienas iš jų sako:Nulis termodinamikos dėsnis
Nulinis termodinamikos dėsnis teigia, kad visi kūnai kontaktasterminis perduoti šilumą vienas kitam iki pusiausvyraterminis. Nulinis termodinamikos dėsnis paprastai paaiškinamas trimis kūnais: A, B ir C.
Pagal šį paaiškinimą kūnai A, B ir C ilgą laiką buvo termiškai sąlytyje, taigi, jei kūnas A yra šiluminėje pusiausvyroje su kūnas B, kūnas C bus šiluminėje pusiausvyroje su kūnais A ir B, šiuo atveju A, B ir C temperatūra bus vienoda ir nebebus šilumos mainų tarp jie.
"Visi kūnai keičia šilumą vieni su kitais, kol bus pasiekta šiluminės pusiausvyros sąlyga".
Pirmasis termodinamikos dėsnis
Pirmasis termodinamikos dėsnis susijęs su išsaugojimasįenergijos. Pagal šį dėsnį, visa energija, kuri perduodama kūnui, gali būti sukaupta pačiame kūne, šiuo atveju transformuojama į vidinę energiją. Kita energijos dalis, kuri perduodama kūnui, gali būti perduodama aplinkai darbo forma arba šilumos pavidalu.
Pirmiau pateikiama formulė, naudojama apibūdinti pirmąjį termodinamikos dėsnį, patikrinkite:
"Termodinaminės sistemos vidinės energijos kitimas matuojamas skirtumu tarp jos absorbuoto šilumos kiekio ir jos atlikto arba ant jo atlikto darbo kiekio."
Antrasis termodinamikos dėsnis
Antrasis termodinamikos dėsnis susijęs su fiziniu dydžiu, vadinamu entropija, kuris yra sistemos termodinaminių būsenų skaičiaus matas, kitaip tariant, entropija suteikia a atsitiktinumo matas arba sistemos dezorganizacija.
Trečiasis termodinamikos dėsnis
Trečiasis termodinamikos dėsnis susijęs su apatine temperatūros riba: o absoliutus nulis. Pagal šį įstatymą kūnas niekaip negali pasiekti absoliuti nulio temperatūra. Be šio apibrėžimo, šis įstatymas taip pat turi įtakos šiluminių mašinų našumas, kuris jokiomis sąlygomis negali būti lygus 100%.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
