Termodinamika ir fizikas joma, kurā tiek pētītas vairākas parādības un sarežģītas fizikālās sistēmas, kurās mainās karstums, pārveidojumi enerģija un temperatūras svārstības. Termodinamiku regulē četrilikumiem.entropija, temperatūra, siltums un skaļums kas ļauj mums aprakstīt dažādas sistēmas, izmantojot tādus mainīgos kā spiediens, skaļums, temperatūra, siltums un entropija.
Skatīt arī: Kalorimetrija: kopsavilkums par vissvarīgāko šajā jomā
Termodinamikas pamati
Termodinamika ir a dabas statistiskais apraksts, caur to ir iespējams iedomāties sistēmu, kas satur daudz ķermeņu, makroskopisko uzvedību. Tā kā šī studiju joma ir diezgan plaša, tiks piedāvāti daži pamatjēdzieni, lai veicinātu turpmāk apspriesto likumu izpratni.
termodinamiskā sistēma
Termodinamiskās sistēmas ir atšķirami reģioni viņu rajonos dažu īpašību dēļ. Šos reģionus var atdalīt ar sienām, membrānām, cita starpā, piemēram, ir iespējams apsvērt gāze balona iekšpusē kā sistēma.
definīcija
sistēmāslēgtssavukārt ir nedaudz ierobežotāks. Slēgtas sistēmas ir tās, kas nemaina siltumu, nedarbojas vai saņem darbs viņu apkārtnē.Skatīt arī: Kā darbojas melnā gaisma un kur to var izmantot?
termodinamiskais stāvoklis
Termodinamiskais stāvoklis attiecas uz a mainīgo lielumu kopa ko var izmantot aprakstīt sistēmas nosacījumus. Tas ļauj šos apstākļus reproducēt citam eksperimentētājam, piemēram, citiem vārdiem sakot, sistēmas stāvoklis simbolizē tās stāvokli, izmantojot tādus parametrus kā: spiediens, apjoms, temperatūra. Kad sistēmā notiek termodinamiskā stāvokļa maiņa, mēs sakām, ka tai ir veikta a transformācija.
termodinamiskais līdzsvars
Termodinamiskā līdzsvars ir stāvoklis, kurā sistēma neuzrāda nekādas pārmaiņu tendences. spontāns termodinamiskais stāvoklis, tas ir, sistēma, kas atrodas līdzsvarā termodinamiski spontāni nemaina savu stāvokli, ja vien viņu neietekmē apkārtne.
Termodinamiskā līdzsvara jēdziens ir svarīgs arī, lai izprastu atgriezeniskās transformācijas un neatgriezeniskās transformācijas ideju. Pārvērtībasatgriezeniska ir tie, kas notiek ļoti tuvu līdzsvara situācijai, šajā ziņā sistēma, kas piedzīvo atgriezenisku transformāciju, ātri atgriežas līdzsvarā.
Pārvērtībasneatgriezenisks ir tie, kuros līdzsvara apstākļi ir arvien mazāk pieejami, padarot kopumu sistēma maina savas īpašības tā, ka tai vairs nav iespējams atgriezties stāvoklī iepriekšējā.
Temperatūra
Saskaņā ar kinētiskā gāzu teorija, temperatūru var saprast kā temperatūru makroskopiska izpausme termodinamiskās sistēmas sastāvdaļu kinētiskās enerģijas. Tāpēc šī temperatūra mēra satraukuma pakāpe. Tās mērvienība ir kelvins (K).
Skatiesarī:Gamma stari: starojums, kas nāk no kosmosa un spēj iziet cauri cilvēka ķermenim
termodinamiskais darbs
Termodinamiskais darbs ir enerģijas apmaiņa starp divām termodinamiskām sistēmām robežu pārvietošanās dēļ. Piemēram, sildot gāzi šļirces virzuļa iekšpusē, kādā brīdī gāzes radītais spiediens ir pietiekami liels, lai virzītu virzuli. Šī enerģija tad a mehāniskā enerģija, tiek pārnests no gāzes uz ārējo barotni, izraisot gāzes temperatūras un iekšējās enerģijas samazināšanos.
Termodinamikas likumi
Ir četri termodinamikas likumi, un katrs no tiem attiecas uz jēdzienu Termoloģija, pārbaudīsim, kādi ir termodinamikas likumi un ko katrs no viņiem saka:Nulles termodinamikas likums
Termodinamikas nulles likums nosaka, ka visi ķermeņi kontaktstermiskā nodot siltumu viens otram līdz līdzsvarstermiskā. Termodinamikas nulles likumu parasti izskaidro ar trim ķermeņiem: A, B un C.
Saskaņā ar šo skaidrojumu ķermeņi A, B un C ir bijuši ilgu laiku termiskā kontaktā, tātad, ja ķermenis A atrodas termiskā līdzsvarā ar ķermenis B, ķermenis C būs termiskā līdzsvarā ar ķermeņiem A un B, šajā gadījumā A, B un C temperatūra būs vienāda un vairs nebūs siltuma apmaiņas starp viņi.
"Visi ķermeņi savstarpēji apmainās ar siltumu, līdz tiek sasniegts siltuma līdzsvara stāvoklis."
Pirmais termodinamikas likums
Pirmais termodinamikas likums attiecas uz saglabāšanaiekšāenerģija. Saskaņā ar šo likumu visu enerģiju, kas tiek nodota ķermenim, var uzglabāt pašā ķermenī, šajā gadījumā pārveidojot par iekšējo enerģiju. Otru enerģijas daļu, kas tiek pārnesta uz ķermeni, darba vai siltuma veidā var pārnest uz apkārtni.
Formula, kas izmantota, lai aprakstītu pirmo termodinamikas likumu, ir parādīta zemāk, pārbaudiet to:
"Termodinamiskās sistēmas iekšējās enerģijas svārstības mēra ar starpību starp tās absorbētā siltuma daudzumu un tās paveikto darbu vai uz tā."
Otrais termodinamikas likums
Otrais termodinamikas likums attiecas uz fizisko daudzumu, kas pazīstams kā entropija, kas ir sistēmas termodinamisko stāvokļu skaita mērījums, citiem vārdiem sakot, entropija dod a nejaušības mērs vai no sistēmas dezorganizācijas.
Trešais termodinamikas likums
Trešais termodinamikas likums attiecas uz temperatūras apakšējo robežu: o absolūtā nulle. Saskaņā ar šo likumu ķermenis nekādā veidā nevar sasniegt absolūtā nulles temperatūra. Papildus šai definīcijai šis likums ietekmē arī termisko mašīnu veiktspēja, kas nekādos apstākļos nevar būt vienāds ar 100%.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs