Principoj de termodinamiko

Entropio de la universo

En la kampo de fiziko, ekzistas branĉo komisiita studi la transformojn produktitajn de varmo kaj laboro en la sistemo. Temas pri termodinamiko. Ĝi estas branĉo de fiziko, kiu respondecas pri la studo de ĉiuj transiroj, kiuj estas nur la rezulto de procezo, kiu implikas ŝanĝojn en la stataj variabloj de temperaturo kaj energio ĉe la makroa nivelo. Estas pluraj principoj de termodinamiko kiuj estas fundamentaj por multaj aspektoj de fiziko.

Tial ni diros al vi en ĉi tiu artikolo, kiaj estas la principoj de termodinamiko kaj kia estas ĝia graveco.

Karakterizaĵoj de termodinamiko

Leĝoj de termodinamiko

Se ni analizas klasikan termodinamikon, ni trovos, ke ĝi baziĝas sur la koncepto de makroskopaj sistemoj. Ĉi tiu sistemo estas nur parto de la fizika aŭ koncepta kvalito de disiĝo de la ekstera medio. Por pli bone studi la termodinamikan sistemon, oni ĉiam supozas, ke temas pri fizika maso ĝin ne ĝenas la interŝanĝo de energio kun la ekstera ekosistemo.

La stato de makroskopa sistemo en ekvilibro estas specifita per kvantoj nomataj termodinamikaj variabloj. Ni konas ĉiujn ĉi tiujn variablojn: temperaturo, premo, volumo kaj kemia konsisto. Ĉiuj ĉi tiuj variabloj difinas la sistemon kaj ĝian ekvilibron. Danke al la internacia alianco de aplikoj, la ĉefaj simboloj de kemia termodinamiko estis establitaj. Uzi ĉi tiujn unuojn povas funkcii pli bone kaj klarigi la principojn de termodinamiko.

Tamen, ekzistas branĉo de termodinamiko, kiu ne studas ekvilibron, Prefere, ili komisias analizi termodinamikajn procezojn, kiuj ĉefe karakterizas sin ne havante la kapablon atingi ekvilibrajn kondiĉojn en stabila maniero.

Principoj de termodinamiko

Entropio

Estas 4 principoj de termodinamiko, listigitaj de nulo ĝis tri punktoj, ĉi tiuj leĝoj helpas kompreni ĉiujn leĝojn de fiziko en nia universo kaj ne eblas vidi iujn fenomenojn en nia mondo. Ili ankaŭ estas konataj sub la nomo de leĝoj de termodinamiko. Ĉi tiuj leĝoj havas malsamajn originojn. Iuj estas formulitaj el antaŭaj formuloj. La lasta konata leĝo de termodinamiko estas la nula leĝo. Ĉi tiuj leĝoj estas konstantaj en ĉiuj esploroj kaj esploroj efektivigitaj en la laboratorio. Ili estas esencaj por kompreni kiel funkcias nia universo. Ni priskribos la principojn de termodinamiko unu post la alia.

Unua principo

Ĉi tiu leĝo diras, ke energio ne povas esti kreita aŭ detruita, ĝi nur povas esti transformita. Ĉi tio ankaŭ estas konata kiel la leĝo pri konservado de energio. Fakte, ĉi tio signifas, ke en iu fizika sistemo izolita de sia ĉirkaŭaĵo, ĝia tuta energio ĉiam samos. Kvankam energio povas esti transformita en aliajn specojn de energio en unu aŭ alia formo, la sumo de ĉiuj ĉi tiuj energioj estas ĉiam la sama.

Ni donos ekzemplon por pli bone kompreni ĝin. Sekvante ĉi tiun principon, se ni kontribuas certan kvanton da energio al fizika sistemo en formo de varmo, ni povas kalkuli la totalan energion trovante la diferencon inter la kresko de interna energio kaj la laboro farita de la sistemo kaj ĝia ĉirkaŭaĵo. Tio estas, la diferenco inter la energio, kiun la sistemo havas en tiu momento kaj la laboro, kiun ĝi faris, estos la termika energio liberigita.

Dua principo

Se sufiĉas tempo, ĉiuj sistemoj fine perdos sian ekvilibron. Ĉi tiu principo ankaŭ nomiĝas leĝo de entropio. Ĝi povas esti resumita jene. La kvanto de entropio en la universo kreskos laŭlonge de la tempo. La entropio de la sistemo estas indekso por mezuri la gradon de malordo. Alivorte, La dua principo de termodinamiko diras al ni, ke post kiam la sistemo atingas punkton de ekvilibro, ĝi pliigos la gradon de malordo en la sistemo. Ĉi tio povas signifi, ke se ni donas al sistemo sufiĉe da tempo, ĝi fine malekvilibriĝos.

Ĉi tiu estas la leĝo, kiu respondecas klarigi la neinversigeblecon de iuj fizikaj fenomenoj. Ekzemple, ĝi helpas nin klarigi kial gazeto papero bruligita ne povas reveni al sia originala formo. En ĉi tiu sistemo konata kiel papero kaj fajro, malordo pliiĝis tiom, ke ne eblas reveni al sia origino. Ĉi tiu leĝo enkondukas la entropian ŝtatan funkcion, kiu ĉe fizikaj sistemoj respondecas reprezenti la gradon de malordo kaj ĝian neeviteblan perdon de energio.

Por kompreni la duan principon de termodinamiko ni donos ekzemplon. Se ni bruligas certan kvanton da materio kaj kunmetas la pilkon kun la rezultaj cindroj, ni povas vidi, ke estas malpli da materio ol en la komenca stato. Ĉi tio estas ĉar materio fariĝis gasoj, kiuj Ili ne povas esti reakiritaj kaj ili devas disiĝi kaj malordigi. Tiel ni vidas, ke en ŝtato unu estis almenaŭ entropio ol en stato dua.

Tria principo

principoj de termodinamiko

Kiam absoluta nulo estas atingita, la fizika sistema procezo haltas. Absoluta nulo estas la plej malalta temperaturo, kiun ni povas atingi. Ĉi-kaze ni mezuras la temperaturon en gradoj Kelvin. Tiel oni povas diri, ke la temperaturo kaj malvarmigo kaŭzas la entropion de la sistemo nul. En ĉi tiuj kazoj, ĝi pli similas al definitiva konstanto. Kiam ĝi atingas absolutan nulon, la fizika sistema procezo haltas. Tial, la entropio havos minimuman sed konstantan valoron.

Atingi absolutan nulon aŭ ne estas facila tasko. La absoluta nula valoro de la kelvina grado estas nula, sed se ni uzas ĝin en Celsiusa mezurilo de temperaturo, estas -273,15 gradoj.

Nula leĝo

Ĉi tiu leĝo estas ĉi-lasta supozis kaj diras, ke se A = C kaj B = C, tiam A = B. Ĉi tio establas la bazajn kaj bazajn regulojn de la aliaj tri leĝoj de termodinamiko. Ĝi estas nomo, kiu supozas la leĝon de termika ekvilibro. Alivorte, se la sistemo kaj aliaj sistemoj estas sendepende en termika ekvilibro, ili devas esti en termika ekvilibro. Ĉi tiu leĝo permesas starigi temperaturajn principojn. Ĉi tiu principo estas uzata por kompari la varmenergion de du malsamaj objektoj en stato de varma ekvilibro. Se ĉi tiuj du objektoj estas en termika ekvilibro, ili estos nenecese ĉe la sama temperaturo. Aliflanke, se ili ambaŭ ŝanĝos la termikan ekvilibron de la tria sistemo, ili ankaŭ influos unu la alian.

Mi esperas, ke per ĉi tiuj informoj vi povas lerni pli pri la principoj de termodinamiko de ĝiaj karakterizaĵoj.


La enhavo de la artikolo aliĝas al niaj principoj de redakcia etiko. Por raporti eraron alklaku Ĉi tie.

Estu la unua por komenti

Lasu vian komenton

Via retpoŝta adreso ne estos eldonita. Postulita kampojn estas markita per *

*

*

  1. Respondeculo pri la datumoj: Miguel Ángel Gatón
  2. Celo de la datumoj: Kontrola SPAM, administrado de komentoj.
  3. Legitimado: Via konsento
  4. Komunikado de la datumoj: La datumoj ne estos komunikitaj al triaj krom per laŭleĝa devo.
  5. Stokado de datumoj: Datumbazo gastigita de Occentus Networks (EU)
  6. Rajtoj: Iam ajn vi povas limigi, retrovi kaj forigi viajn informojn.