DE Thermodynamica is het gebied van de natuurkunde dat verschillende verschijnselen en complexe fysieke systemen bestudeert waarin uitwisselingen van warmte, transformaties van energie en temperatuurschommelingen. Thermodynamica wordt beheerst door: vierwetten.entropie, temperatuur, warmte en volume waarmee we verschillende systemen kunnen beschrijven door middel van variabelen zoals druk, volume, temperatuur, warmte en entropie.
Zie ook: Calorimetrie: een samenvatting van wat het belangrijkste is op dit gebied
Grondbeginselen van de thermodynamica
Thermodynamica is een statistische beschrijving van de natuur, hierdoor is het mogelijk om het macroscopische gedrag van systemen die veel lichamen bevatten te bedenken. Aangezien dit studiegebied vrij breed is, zullen enkele fundamentele concepten worden gepresenteerd om het begrip van de hieronder besproken wetten te vergemakkelijken.
thermodynamisch systeem
Thermodynamische systemen zijn: te onderscheiden regio's
van hun buurten vanwege een of andere eigenschap. Deze gebieden kunnen onder andere worden gescheiden door muren, membranen, het is bijvoorbeeld mogelijk om de gas- in een ballon als een systeem.de definitie van systeemGesloten, is op zijn beurt een beetje beperkter. Gesloten systemen zijn systemen die geen warmte uitwisselen of sporten of ontvangen werk van hun wijken.
Zie ook: Hoe werkt blacklight en waar kan het worden gebruikt?
thermodynamische toestand:
De thermodynamische toestand betreft a reeks variabelen variable die kan worden gebruikt om de voorwaarden van een systeem beschrijven. Dit maakt de reproductie van deze omstandigheden door bijvoorbeeld een andere experimentator mogelijk, met andere woorden, de toestand van een systeem symboliseert zijn toestand, door parameters zoals druk, volume, temperatuur-. Wanneer een systeem een verandering van thermodynamische toestand ondergaat, zeggen we dat het een heeft ondergaan transformatie.
thermodynamisch evenwicht
Thermodynamisch evenwicht is de toestand waarin een systeem geen trends in de richting van verandering vertoont. spontane thermodynamische toestand, dat wil zeggen dat een systeem dat in evenwicht is thermodynamisch verandert zijn toestand niet spontaan, tenzij hij wordt beïnvloed door zijn omgeving.
Het concept van thermodynamisch evenwicht is ook belangrijk om het idee van omkeerbare transformatie en onomkeerbare transformatie te begrijpen. Transformatiesomkeerbaar zijn die die zich zeer dicht bij de evenwichtssituatie voordoen, in die zin, een systeem dat een omkeerbare transformatie ondergaat, keert snel terug naar evenwicht.
Transformatiesonomkeerbaar zijn die waarin de evenwichtsomstandigheden steeds minder toegankelijk zijn, waardoor het geheel systeem verandert zijn kenmerken zodanig dat het niet langer mogelijk is om terug te keren naar de staat vorige.
Temperatuur
Volgens de kinetische theorie van gassen, kan de temperatuur worden opgevat als de macroscopische manifestatie van de kinetische energie van de samenstellende deeltjes van een thermodynamisch systeem. Deze temperatuur meet dus de mate van agitatie. De maateenheid is de kelvin (K).
Kijkenook:Gammastraling: straling die uit de ruimte komt en door het menselijk lichaam kan gaan
thermodynamisch werk
Het thermodynamische werk is de energie-uitwisseling tussen twee thermodynamische systemen vanwege de verplaatsing van zijn grenzen. Wanneer u bijvoorbeeld een gas in een zuiger van een spuit verwarmt, is de druk die door het gas wordt uitgeoefend op een bepaald punt groot genoeg om de zuiger in te drukken. Deze energie, dan, in de vorm van a mechanische energie, wordt overgedragen van het gas naar het externe medium, waardoor de temperatuur en interne energie van het gas afnemen.
Wetten van de thermodynamica
Er zijn vier wetten van de thermodynamica en elk ervan heeft betrekking op een concept van: Thermologie, laten we eens kijken wat de wetten van de thermodynamica zijn en wat elk ervan zegt:Nulwet van de thermodynamica
De nulwet van de thermodynamica stelt dat alle lichamen in contactthermisch warmte aan elkaar overdragen tot de balansthermisch. De nulwet van de thermodynamica wordt meestal uitgelegd in termen van drie lichamen: A, B en C.
Volgens deze uitleg zijn lichamen A, B en C al lange tijd in thermisch contact, dus als lichaam A in thermisch evenwicht is met de lichaam B, lichaam C zal in thermisch evenwicht zijn met lichaam A en B, in dit geval zullen de temperaturen van A, B en C gelijk zijn en zal er geen warmte-uitwisseling meer zijn tussen ze.
"Alle lichamen wisselen warmte met elkaar uit totdat de toestand van thermisch evenwicht is bereikt."
Eerste wet van de thermodynamica
De eerste wet van de thermodynamica betreft de behoudinenergie. Volgens deze wet kan alle energie die aan een lichaam wordt overgedragen, worden opgeslagen in het lichaam zelf, in dit geval wordt het omgezet in interne energie. Het andere deel van de energie dat aan het lichaam wordt overgedragen, kan in de vorm van arbeid of in de vorm van warmte aan de omgeving worden overgedragen.
De formule die wordt gebruikt om de eerste wet van de thermodynamica te beschrijven, wordt hieronder weergegeven, bekijk het eens:
"De variatie in de interne energie van een thermodynamisch systeem wordt gemeten door het verschil tussen de hoeveelheid warmte die erdoor wordt geabsorbeerd en de hoeveelheid werk die erdoor of erop wordt gedaan."
Tweede wet van de thermodynamica
De tweede wet van de thermodynamica betreft een fysieke grootheid die bekend staat als entropie, wat een maat is voor het aantal thermodynamische toestanden van een systeem, met andere woorden, entropie geeft a maat voor willekeur of door de desorganisatie van een systeem.
Derde wet van de thermodynamica
De derde wet van de thermodynamica betreft de ondergrens van de temperatuur: o absolute nulpunt. Volgens deze wet is er is geen manier waarop een lichaam de kan bereiken absolute nultemperatuur. Naast deze definitie heeft deze wet ook gevolgen voor de prestaties van thermische machines, die onder geen enkele voorwaarde gelijk kan zijn aan 100%.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar