Termodynamika

termodynamika

Ve světě fyziky existuje větev, která je zodpovědná za studium transformací produkovaných teplem a práci v systému. Je to o termodynamika. Jedná se o obor fyziky, který má na starosti studium všech transformací, které jsou pouze výsledkem procesů, které zahrnují změny stavových proměnných teploty i energie na makroskopické úrovni.

V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o termodynamice a principech termodynamiky.

Hlavní charakteristiky

zákony termodynamiky

Pokud provedeme analýzu klasické termodynamiky, zjistíme, že je založena na konceptu makroskopického systému. Tento systém není nic jiného než část fyzické nebo koncepční hmoty oddělená od vnějšího prostředí. Pro lepší studium termodynamických systémů se vždy předpokládá, že se jedná o fyzickou hmotu, která není narušena výměnou energie s vnějším ekosystémem.

Stav makroskopického systému za rovnovážných podmínek je specifikován veličinami zvanými termodynamické proměnné. Všechny tyto proměnné známe a jedná se o teplotu, tlak, objem a chemické složení. Všechny tyto proměnné definují systémy a jejich rovnováhu. Hlavní notace používané v chemické termodynamice byly stanoveny díky aplikované mezinárodní unii. S těmito jednotkami je možné pracovat a lépe vysvětlit zákon termodynamiky.

Existuje však odvětví termodynamiky, které nestuduje rovnováhu, ale je zodpovědné za analýzu termodynamických procesů, které jsou charakterizovány hlavně nemít schopnost stabilně dosáhnout rovnovážných podmínek.

zákony

tepelná rovnováha

Tyto zásady byly odsouzeny v průběhu XNUMX. století Isa těch, kteří Jsou odpovědní za regulaci všech transformací a jejich pokroku. Rovněž analyzují, jaké jsou skutečné limity, aby měly skutečnou koncepci. Jsou to axiomy, které nelze dokázat, ale jsou neprokazatelné na základě zkušeností. Každá teorie termodynamiky je založena na těchto principech. Můžeme rozlišit 3 základní principy plus princip, ale to je ten, který definuje teplotu a který je implicitní v dalších 3 principech.

Nulový zákon

Budeme popisovat, co je tento nulový zákon, který jako první popisuje teplotu, která je implicitní ve zbývajících principech. Když dva systémy vzájemně interagují a jsou v tepelné rovnováze, sdílejí některé z vlastností. Tyto vlastnosti, které navzájem sdílejí, lze změřit a dát jim číselnou hodnotu. Výsledkem je, že pokud jsou dva systémy v rovnováze s třetím, budou v rovnováze mezi sebou a sdílenou vlastností je teplota.

Proto tento princip ale jednoduše uvádí, že pokud těleso A bylo v rovnováze s tělesem B a toto těleso B bude v tepelné rovnováze s tělesem C, pak tělesa A a C budou také v rovnováze tepelný. Tento princip vysvětluje skutečnost, že dvě tělesa při různých teplotách mohou mezi sebou vyměňovat teplo. Dříve nebo později obě těla dosáhnou stejné teploty, takže jsou v úplné rovnováze.

První zákon termodynamiky

Když je tělo v kontaktu s tělem, které je chladnější, dochází k transformaci, která vede ke stavu rovnováhy. Tento stav rovnováhy je založen na skutečnosti, že teplota obou těles je stejná, protože je zvýšen přenos energie mezi horkým tělesem pro chladné těleso. Za účelem vysvětlení tohoto jevu vědci předpokládali, že horká látka, která je přítomna ve větším množství, prošla chladnějším tělem. Předpokládalo se, že tekutina se může pohybovat hmotou, aby mohla vyměňovat teplo.

Tento princip je zodpovědný za identifikaci tepla jako formy energie. Není to hmotná látka. Tímto způsobem by se dalo ukázat, že teplo, které se měří v kaloriích, a práce, která se měří v joulech, jsou ekvivalentní. Proto to dnes víme 1 kalorie je přibližně 4,186 XNUMX joulů.

Dá se říci, že prvním principem termodynamiky je princip zachování energie. Množství energie v tepelném motoru se přemění na práci a může ji vidět jakýkoli stroj, který dokáže tuto práci vyrobit bez spotřeby energie. Můžeme stanovit tento první princip jako: variace vnitřní energie uzavřeného termodynamického systému se rovná rozdílu, který existuje mezi teplem dodávaným do systému a prací uvedeného systému v prostředí.

Druhý zákon termodynamiky

entropie

To na začátku říká, že je nemožné vyrobit cyklický stroj, jehož výsledkem je pouze přenos tepla ze studeného těla do teplého těla. Můžeme říci, že je nemožné, aby bylo možné provést transformaci, jejíž výsledek bude pouze přeměnu tepla, které jsme získali z jednoho zdroje, na mechanickou práci.

Tento princip je zodpovědný za popření možnosti, že existuje známý věčný pohyb druhého druhu. Víme, že entropie systému zůstane nezměněn, když dojde k reverzibilní transformaci. Víme také, že se zvyšuje, když dojde k nevratné transformaci.

Třetí zákon termodynamiky

Tento poslední princip úzce souvisí s druhým a je považován za jeho důsledek. Tento princip potvrzuje, že absolutního bytí nelze dosáhnout barvou s konečným počtem transformací. Víme, že existuje absolutní nula, není větší než minimální teplota, které lze dosáhnout. V jednotkách Kelvin víme, že je 0, ale ve stupních Celsia má hodnotu -273.15 stupňů.

Rovněž uvádí, že entropie pro pevnou látku, která je dokonale krystalická s teplotou 0 kelvinů, se rovná 0. To znamená, že by neexistovala žádná entropie, takže systém by byl zcela stabilní. Energie osvobození, translace a rotace částic, které ji tvoří, by při teplotě 0 kelvin nic nebyla.

Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o termodynamice a základních principech.


Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.