En el camp de la física, hi ha una branca encarregada d'estudiar les transformacions produïdes per la calor i el treball en el sistema. Es tracta de termodinàmica. És una branca de la física que s'encarrega de l'estudi de totes les transicions, que són només el resultat d'un procés que involucra canvis en les variables d'estat de temperatura i energia a nivell macro. hi ha diversos principis de la termodinàmica que són fonamentals per a nombrosos aspectes de la física.
Per això, anem a explicar en aquest article quins són els principis de la termodinàmica i quina és la seva importància.
Característiques de la termodinàmica
Si analitzem la termodinàmica clàssica, trobarem que es basa en el concepte de sistemes macroscòpics. Aquest sistema és només una part de la qualitat física o conceptual de la separació de l'entorn extern. Per estudiar millor el sistema termodinàmic, sempre s'assumeix que és una massa física que no es veu pertorbada per l'intercanvi d'energia amb l'ecosistema extern.
L'estat d'un sistema macroscòpic en equilibri s'especifica mitjançant quantitats anomenades variables termodinàmiques. Coneixem totes aquestes variables: temperatura, pressió, volum i composició química. Totes aquestes variables defineixen el sistema i el seu equilibri. Gràcies a l'aliança internacional d'aplicacions, s'han establert els principals símbols de la termodinàmica química. L'ús d'aquestes unitats pot funcionar millor i explicar els principis de la termodinàmica.
No obstant això, hi ha una branca de la termodinàmica que no estudia l'equilibri, sinó que s'encarreguen d'analitzar els processos termodinàmics que es caracteritzen principalment per no tenir la capacitat d'aconseguir condicions d'equilibri de forma estable.
Principis de la termodinàmica
Hi ha 4 principis de la termodinàmica, enumerades de zero a tres punts, aquestes lleis ajuden a comprendre totes les lleis de la física en el nostre univers i és impossible veure certs fenòmens en el nostre món. També són coneguts pel nom de lleis de la termodinàmica. Aquestes lleis tenen orígens diferents. Alguns estan formulats a partir de fórmules anteriors. L'última llei coneguda de la termodinàmica és la llei zero. Aquestes lleis són permanents en totes les investigacions i investigacions realitzades al laboratori. Són essencials per a comprendre com funciona el nostre univers. Descriurem els principis de la termodinàmica un per un.
primer principi
Aquesta llei diu que l'energia no es pot crear ni destruir, només es pot transformar. Això també es coneix com la llei de conservació de l'energia. En realitat, això significa que en qualsevol sistema físic aïllat del seu entorn, tota la seva energia serà sempre la mateixa. Encara que l'energia es pot convertir en altres tipus d'energia d'una manera o altra, la suma de totes aquestes energies és sempre la mateixa.
Donarem un exemple per entendre-ho millor. Seguint aquest principi, si aportem certa quantitat d'energia a un sistema físic en forma de calor, podem calcular l'energia total trobant la diferència entre l'augment d'energia interna i el treball realitzat pel sistema i voltants. És a dir, la diferència entre l'energia que té el sistema en aquest moment i el treball que ha realitzat serà l'energia tèrmica alliberada.
segon principi
Si hi ha prou temps, tots els sistemes eventualment perdran l'equilibri. Aquest principi també es diu llei de l'entropia. Es pot resumir de la següent manera. La quantitat d'entropia en l'univers augmentarà amb el temps. L'entropia de el sistema és un índex per mesurar el grau de desordre. En altres paraules, el segon principi de la termodinàmica ens diu que una vegada que el sistema arriba a un punt d'equilibri, augmentarà el grau de desordre en el sistema. Això pot significar que si li donem a un sistema el temps suficient, eventualment es desequilibrarà.
Aquesta és la llei que s'encarrega d'explicar la irreversibilitat d'alguns fenòmens físics. Per exemple, ens ajuda a explicar el per què un paper s'ha cremat un paper no pot tornar a la seva forma original. En aquest sistema conegut com el paper i el foc el desordre s'ha incrementat fins al punt que no es pot tornar al seu origen. En aquesta llei s'introdueix la funció d'estat d'entropia que en el cas dels sistemes físics és la que s'encarrega de representar el grau de desordre i la seva inevitable pèrdua d'energia.
Per entendre el segon principi de la termodinàmica posarem un exemple. Si cremem una quantitat determinada de matèria i la bola ajuntem amb les cendres resultants podem comprovar que hi ha menys matèria que en l'estat inicial. Això és degut al fet que la matèria s'ha convertit en gasos que no es poden recuperar i que tenen a la dispersió i el desordre. És així com veiem que en l'estat un havia a el menys entropia que a l'estat XNUMX.
tercer principi
Quan s'arriba al zero absolut, el procés de sistema físic s'atura. El zero absolut és la temperatura més baixa que podem assolir. En aquest cas, mesurem la temperatura en graus Kelvin. D'aquesta manera, es pot dir que la temperatura i el refredament provoquen que l'entropia de el sistema sigui zero. En aquests casos, és més com una constant definida. Quan arriba a el zero absolut, el procés de sistema físic s'atura. Per tant, l'entropia tindrà un valor mínim però constant.
Assolir o no el zero absolut és una tasca fàcil. El valor de zero absolut de l'grau de Kelvin és zero, però si ho fem servir en el mesurament de l'escala de temperatura Celsius, és -273,15 graus.
Llei zero
Aquesta llei és l'última assumida i diu que si A = C i B = C, llavors A = B. Això estableix les regles bàsiques i bàsiques de les altres tres lleis de la termodinàmica. És un nom que assumeix la llei de l'equilibri tèrmic. En altres paraules, si el sistema i altres sistemes estan en equilibri tèrmic de forma independent, han d'estar en equilibri tèrmic. Aquesta llei permet l'establiment de principis de temperatura. Aquest principi s'utilitza per comparar l'energia tèrmica de dos objectes diferents en un estat d'equilibri tèrmic. Si aquests dos objectes estan en equilibri tèrmic, estaran innecessàriament a la mateixa temperatura. D'altra banda, si tots dos canvien l'equilibri tèrmic de l'tercer sistema, també es afectaran entre si.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre els principis de la termodinàmica de les seves característiques.