U oblasti fizike postoji grana zadužena za proučavanje transformacija proizvedenih toplotom i radom u sistemu. Radi se o termodinamici. To je grana fizike koja je odgovorna za proučavanje svih prijelaza, koji su samo rezultat procesa koji uključuje promjene varijabli stanja temperature i energije na makro nivou. Ima ih nekoliko principi termodinamike koji su fundamentalni za mnoge aspekte fizike.
Stoga ćemo vam u ovom članku reći koji su principi termodinamike i koja je njena važnost.
Karakteristike termodinamike
Ako analiziramo klasičnu termodinamiku, otkrit ćemo da se ona temelji na konceptu makroskopskih sistema. Ovaj sistem je samo dio fizičkog ili konceptualnog kvaliteta odvajanja od vanjskog okruženja. Radi boljeg proučavanja termodinamičkog sistema, uvijek se pretpostavlja da se radi o fizičkoj masi ne ometa ga razmjena energije sa vanjskim ekosistemom.
Stanje makroskopskog sistema u ravnoteži specificirano je veličinama koje se nazivaju termodinamičke varijable. Znamo sve ove varijable: temperaturu, pritisak, zapreminu i hemijski sastav. Sve ove varijable definiraju sistem i njegovu ravnotežu. Zahvaljujući međunarodnom savezu aplikacija, uspostavljeni su glavni simboli kemijske termodinamike. Korištenje ovih jedinica može bolje funkcionirati i objasniti principe termodinamike.
Međutim, postoji grana termodinamike koja ne proučava ravnotežu, Umjesto toga, oni su zaduženi za analizu termodinamičkih procesa koji se uglavnom karakteriziraju nesposobnošću postizanja ravnotežnih uvjeta na stabilan način.
Principi termodinamike
Postoje četiri principa termodinamike, navedena od nule do tri tačke, ovi zakoni pomažu u razumijevanju svih zakona fizike u našem svemiru i nemoguće je vidjeti određene pojave u našem svijetu. Poznati su i pod imenom zakona termodinamike. Ovi zakoni imaju različito porijeklo. Neke su formulirane iz prethodnih formula. Posljednji poznati zakon termodinamike je nulti zakon. Ovi zakoni su trajni u svim istragama i istragama koje se provode u laboratoriji. Oni su bitni za razumijevanje funkcioniranja našeg svemira. Opisat ćemo principe termodinamike jedan po jedan.
Prvi princip
Ovaj zakon kaže da se energija ne može stvoriti ili uništiti, već samo transformirati. Ovo je takođe poznato kao zakon očuvanja energije. Zapravo, to znači da će u svakom fizičkom sistemu izoliranom od okoline sva njegova energija uvijek biti ista. Iako se energija može pretvoriti u drugu vrstu energije u jednom ili drugom obliku, zbroj svih tih energija uvijek je isti.
Navest ćemo primjer kako bismo to bolje razumjeli. Slijedeći ovaj princip, ako u fizički sistem unesemo određenu količinu energije u obliku topline, možemo izračunati ukupnu energiju pronalazeći razliku između povećanja unutrašnje energije i rada koji sistem i njegova okolina obavljaju. Odnosno, razlika između energije koju sistem ima u tom trenutku i posla koji je obavio bit će oslobođena toplinska energija.
Drugi princip
Ako ima dovoljno vremena, svi sistemi će na kraju izgubiti ravnotežu. Ovaj princip se naziva i zakon entropije. Može se sažeti na sljedeći način. Količina entropije u svemiru će se vremenom povećavati. Entropija sistema je indeks za mjerenje stepena poremećaja. Drugim riječima, Drugi princip termodinamike govori nam da kada sistem dostigne tačku ravnoteže, to će povećati stepen poremećaja u sistemu. To može značiti da ako sistemu damo dovoljno vremena, on će na kraju postati neuravnotežen.
Ovo je zakon koji je odgovoran za objašnjenje nepovratnosti nekih fizičkih pojava. Na primjer, pomaže nam objasniti zašto papir papir koji je spaljen ne može se vratiti u prvobitni oblik. U ovom sustavu poznatom kao papir i vatra, poremećaj se povećao do te mjere da nije moguće vratiti se svom izvoru. Ovaj zakon uvodi funkciju stanja entropije, koja je u slučaju fizičkih sistema odgovorna za predstavljanje stepena poremećaja i njegovog neizbježnog gubitka energije.
Da bismo razumjeli drugi princip termodinamike, dat ćemo primjer. Ako sagorimo određenu količinu materije i stavimo loptu zajedno s nastalim pepelom, možemo vidjeti da ima manje materije nego u početnom stanju. To je zato što se materija pretvorila u plinove Ne mogu se povratiti i moraju se raspršiti i natrpati. Ovako vidimo da je u prvom stanju postojala barem entropija nego u drugom stanju.
Treći princip
Kada se postigne apsolutna nula, proces fizičkog sistema se zaustavlja. Apsolutna nula je najniža temperatura koju možemo postići. U ovom slučaju mjerimo temperaturu u stupnjevima Kelvina. Na ovaj način se može reći da temperatura i hlađenje uzrokuju entropiju sistema na nulu. U tim slučajevima to je više kao određena konstanta. Kada dosegne apsolutnu nulu, proces fizičkog sistema se zaustavlja. Stoga će entropija imati minimalnu, ali konstantnu vrijednost.
Postizanje apsolutne nule ili ne lak je zadatak. Apsolutna nulta vrijednost Kelvinovog stupnja je nula, ali ako je koristimo u Temperaturna skala Celzijusa je -273,15 stepeni.
Nulti zakon
Ovaj zakon je potonji je pretpostavio i kaže da ako je A = C i B = C, onda je A = B. Time se uspostavljaju osnovna i osnovna pravila ostala tri zakona termodinamike. To je ime koje preuzima zakon toplinske ravnoteže. Drugim riječima, ako su sistem i drugi sistemi nezavisno u toplotnoj ravnoteži, moraju biti u toplotnoj ravnoteži. Ovaj zakon dozvoljava utvrđivanje temperaturnih principa. Ovaj princip se koristi za poređenje toplotne energije dva različita objekta u stanju toplotne ravnoteže. Ako su ova dva objekta u toplinskoj ravnoteži, nepotrebno će biti na istoj temperaturi. S druge strane, ako oboje promijene toplotnu ravnotežu trećeg sistema, to će uticati i jedno na drugo.
Nadam se da ćete s ovim podacima saznati više o principima termodinamike njegovih karakteristika.