Термодинамика

thumb
Термодина́мика ( — «гармӣ»,  — «неру») — илмест дар бораи умумитарин хусусиятҳои системаҳои макроскопие, ки дар ҳолати мувозинати термодаиамикӣ мебошанд. Термодинамика равандҳои табдилиеро низ меомӯзад, ки байни ҳолатҳои мувозинати термодинамикӣ ба вуҷуд меоянд.

 Таърих 
Дар нимаи дуюми садаи XIX дар натиҷаи ташаккули назарияи мошинҳои ҳароратӣ (С. Карло) ва кашфи бақои энергия (10. Р. Майер, Ч. Ҷоул,Г. Гелмголц) ба пайдоиши термодинамика замина пайдо шуд. Дар инкишофи термодинамика Р. Клауаиус ва У. Томсол (шарҳи рукни дуюми термодинамика), Ҷ. Гиббс (усули потенциалҳои термодинамикӣ), В. Нернст (рукни сеюмн термодинамика) ва дигарон саҳми калон гузоштаанд.

Термодинамикаи физикӣ ё умумӣ, термодинамикаи химиявӣ (қонунҳои термодинамикаро ба процессҳои хммиявӣ ва физикию химиявӣ татбиқ мекунад), термодинамикаи техникӣ ва термодинамикаи процессҳои барнагарданда мавҷуданд.

 Қонунҳои термодинамика 
Термодинамика аз қонуният (принцип)-ҳои асосие иборат аст, ки дар натиҷаи ҷамъбасти мушоҳидаҳои зиёд ба даст омада, ба табиати мушаххаси ҷисмҳои системаро ташкилдиҳанда вобаста нестанд. Исботи қонунҳои термодинамика ва робитаи онҳо ба қонунҳои ҳаракати зарраҳое, ки ҷисмро ташкил медиҳанд, мавзӯи тадқиқоти физикаи статистикӣ мебошад.

 Қонуни якуми термодинамика 
Қонуни якуми термодинамика ифодаи қонуни бақои энергия барои системаҳое мебошад, ки дар онҳо процессҳои ҳароратӣ мавқеи муҳим доранд. Рукни якуми термодинамикаро олими немис Ю. Р. Майер таъриф додааст ва баъдтар Г. Гелмголц (1847) дар шакли мукаммали физикӣ баён кардааст. Бино ба рукни якуми термодинамика, системаи аз ҳисоби энергияи дохилии худ ё аз ҳисоби энергияи ягон манбаи беруна кор карда метавонад. Агар системаи териодинамикӣ миқдори муайяни гармӣ (Q) гирад, энергияи дохилии он қадре тағйир меёбад ва система кореро (А) ба ҷо меорад: (Q= u +А. Ин баробарӣ чӣ қадар тағйир ёфтани энергияи дохилии системаро нишон медиҳад. Ҳамин тариқ, u афзоиши бузургии u-ро мемонад, ки дар ҳар як ҳолат ба қимати муайян соҳиб аст, ё чӣ тавре ки мегӯянд, функцияи ҳолати система мебошад. Рукни якуми Термодинамика мавҷудиятиа муҳаррики абадии ҷинси аввалро инкор мекунад.

 Қонуни дуюми термодинамика 
Қонуни дуюми термодинамикаро физики немис Клаузиус (1850) чунин таъриф додааст: гармӣ худ аз худ аз системаи нисбатан ҳарораташ паст ба системаи нисбатан ҳарораташ баланд гузашта наметавонад. Ин қонун аз ҷиҳати математикӣ ба воситаи функцияи махсус — энтропия ифода меёбад Энтропия ҳолати ҳар як системаро муайян мекунад. Масалан, энтропия барои системаи якҷинса функцияи ду параметри мустақилест (фишор Р ва ҳарорат Термодинамика ё ҳарорат Термодинамика ва ҳаҷм V), ки ҳолати системаро муайян мекунанд. Энтропия ҳам монанди энергияи дохилӣ ба ҳолати система вобастабуда, пайваста ба ҳар як ҳолати система тағйир меёбад. Мувофиқи рукни дуюми Термодинамика, ягон мошин гармии қабулкардаашро пурра ба кор табдил дода наметавонад. Қисми муайяни гармӣ дар сардовак (хунуккунак) мемонад. Ин процесс ба воситаи теоремаи Карно аниқтар шарҳ ёфтааст. Мувофиқи теоремаи Карно ҳар як мошини ҳароратӣ аз цикли баргардандаи Карно зиёд буда наметавонад.

 Қонуни сеюми термодинамика 
Рукни сеюми термодинамика қимати мутлақи энтропияро муайян мекунад. Онро инчунин қонуни ҳарорати Нернст меноманд.

Бино ба ин қонун, энтропияи осистемаи ихтиёрӣ 5 дар ҳарорат (S)-и дилхоҳӣ ба сифри мутлақ майлкунанда ба қимати ҳудудии соҳиб мегардад, ки он ба фишор ва зичӣ вобаста нест. Соли 1911 М. Планк рукни союми термодинамикаро ба таври зерин шарҳ дод: ҳангоми ба сифр майл кардани ҳарорати мутлақ энтропияи система ҳам ба сифр майл мекунад, яъне lim S = 0 аст. T – 0

 Эзоҳ 

 Адабиёт 
 Адабиёт: Зомммерфелд А., Термодинамика и статистическая физика, Москва, 1955;
 Кубо Р., Термодинамика, Перевод с англ,, Москва, 1970.

 Сарчашма