Termodinamika: wat dit is, eienskappe en beginsels Netwerk Meteorologie
In die wêreld van fisika is daar 'n tak wat verantwoordelik is vir die bestudering van die transformasies wat deur hitte en werk in 'n stelsel geproduseer word. Dit gaan oor die termodinamika. Dit is 'n tak van die fisika wat verantwoordelik is vir die bestudering van al die transformasies wat slegs die gevolg is van prosesse wat veranderings in die toestandveranderlikes van beide temperatuur en energie op makroskopiese vlak behels.
In hierdie artikel gaan ons u alles vertel wat u moet weet oor termodinamika en die beginsels van termodinamika.
2.1 Nul wet
2.2 Eerste wet van termodinamika
2.3 Tweede wet van termodinamika
2.4 Derde wet van termodinamika
As ons 'n analise van klassieke termodinamika doen, sien ons dat dit gebaseer is op die konsep van 'n makroskopiese stelsel. Hierdie stelsel is niks anders as 'n gedeelte van die fisiese of konseptuele massa wat van die eksterne omgewing geskei word nie. Ten einde termodinamiese stelsels beter te bestudeer, word daar altyd aanvaar dat dit 'n fisiese massa is wat nie deur die uitruil van energie met die eksterne ekosisteem versteur word nie.
Die toestand van 'n makroskopiese stelsel wat is onder ewewigstoestande word dit gespesifiseer deur hoeveelhede wat termodinamiese veranderlikes genoem word. Ons ken al hierdie veranderlikes en dit is temperatuur, druk, volume en chemiese samestelling. Al hierdie veranderlikes definieer die stelsels en hul ewewig. Die belangrikste notasies wat in die chemiese termodinamika voorkom, is vasgestel danksy die toegepaste internasionale unie. Met hierdie eenhede is dit moontlik om die wet van termodinamika beter te werk en te verduidelik.
Daar is egter 'n vertakking van die termodinamika wat nie die ewewig bestudeer nie, maar wat verantwoordelik is vir die ontleding van termodinamiese prosesse wat hoofsaaklik gekenmerk word deur nie die vermoë het om ewewigstoestande op 'n stabiele manier te bereik nie.
Die beginsels is in die XNUMXde eeu aan die kaak gestel van diegene wat Hulle is verantwoordelik vir die regulering van al die transformasies en hul vordering. Hulle analiseer ook wat die werklike perke is om 'n ware konsep te hê. Dit is aksiomas wat nie bewys kan word nie, maar onbewysbaar op grond van ervaring. Elke teorie van termodinamika is gebaseer op hierdie beginsels. Ons kan drie basiese beginsels plus die beginsel onderskei, maar dit is die een wat die temperatuur definieer en wat implisiet is in die ander drie beginsels.
Ons gaan beskryf wat hierdie zero-wet is, wat die eerste is wat die temperatuur beskryf wat impliseer in die res van die beginsels. Wanneer twee stelsels met mekaar in wisselwerking is en in termiese ewewig is, deel hulle van die eienskappe. Hierdie eienskappe wat hulle met mekaar deel, kan gemeet word en 'n numeriese waarde kry. As gevolg hiervan, as die twee stelsels in ewewig is met 'n derde, sal dit in ewewig met mekaar wees en die eienskap wat gedeel word, is temperatuur.
Daarom word in hierdie beginsel eenvoudig gesê dat indien 'n liggaam A was in ewewig met 'n liggaam B en hierdie liggaam B sal in 'n termiese ewewig met 'n liggaam C wees, dan sal liggame A en C ook in ewewig wees termies. Hierdie beginsel verklaar die feit dat twee liggame by verskillende temperature hitte met mekaar kan uitruil. Vroeër of later bereik albei liggame dieselfde temperatuur, dus is hulle in totale ewewig.
Eerste wet van termodinamika
Wanneer 'n liggaam in kontak met 'n kouer liggaam geplaas word, vind 'n transformasie plaas wat lei tot 'n balans. Hierdie ewewigstoestand is gebaseer op die feit dat die temperatuur van die twee liggame gelyk is omdat 'n energie-oordrag tussen die warm liggaam vir die koue liggaam verbeter word. Om hierdie verskynsel te verklaar, het die wetenskaplikes aangeneem dat 'n warm stof wat in groter hoeveelhede voorkom, 'n kouer liggaam verbygesteek het. Daar is gedink aan 'n vloeistof wat deur die massa kan beweeg om hitte te kan uitruil.
Hierdie beginsel is verantwoordelik vir die identifisering van hitte as 'n vorm van energie. Dit is nie 'n wesenlike stof nie. Op hierdie manier kan aangetoon word dat hitte, wat gemeet word in kalorieë en werk, wat in joule gemeet word, ekwivalent is. Daarom weet ons dit vandag 1 kalorie is ongeveer 4,186 joule.
Daar kan gesê word dat die eerste beginsel van termodinamika 'n beginsel van behoud van energie is. 'N Hoeveelheid energie in 'n hitte-enjin word in werk omgeskakel en kan gesien word deur enige masjien wat sulke werk kan lewer sonder om energie te verbruik. Ons kan hierdie eerste beginsel bepaal as: die variasie van die interne energie van 'n geslote termodinamiese stelsel is gelyk aan die verskil tussen die hitte wat aan die stelsel verskaf word en die werk wat die stelsel in die omgewing verrig.
Dit het aan die begin gesê dat dit onmoontlik is om 'n sikliese masjien te maak wat slegs die warmteoordrag van 'n koue liggaam na 'n warm liggaam tot gevolg het. Ons kan sê dat dit onmoontlik is dat 'n transformasie uitgevoer kan word waarvan die resultaat slegs sal wees die omskakeling van die hitte wat ons uit 'n enkele bron onttrek het in meganiese werk.
Hierdie beginsel is verantwoordelik om die moontlikheid te ontken dat daar 'n bekende ewige beweging van die tweede spesie is. Ons weet dat die entropie van 'n sisteem bly onveranderd geïsoleer wanneer 'n omkeerbare transformasie plaasvind. Ons weet ook dat dit toeneem as 'n onomkeerbare transformasie plaasvind.
Derde wet van termodinamika
Hierdie laaste beginsel is nou verwant aan die tweede en word as gevolg daarvan beskou. Hierdie beginsel bevestig dat absolute wese nie in kleur bereik kan word met 'n eindige aantal transformasies nie. Ons weet dat daar absoluut nul is wat nie meer is as die minimum temperatuur wat bereik kan word nie. In eenhede Kelvin ons weet dat dit 0 is, maar in grade Celsius het dit 'n waarde van -273.15 grade.
Dit stel ook dat die entropie vir 'n vaste stof wat perfek kristallyn is met 'n temperatuur van 0 kelvin gelyk is aan 0. Dit beteken dat daar geen entropie sou wees nie, dus sou die stelsel heeltemal stabiel wees. Die energie van bevryding, translasie en rotasie van die deeltjies wat dit saamstel, is niks by die temperatuur van 0 kelvin nie.