Termodinamiko

termodinamiko

En la mondo de fiziko ekzistas branĉo, kiu respondecas pri studado de la transformoj produktitaj de varmo kaj laboro en sistemo. Temas pri la termodinamiko. Ĝi estas branĉo de fiziko, kiu respondecas pri studado de ĉiuj transformoj, kiuj estas nur la rezulto de procezoj, kiuj implikas ŝanĝojn en la stataj variabloj de temperaturo kaj energio ĉe la makroskopa nivelo.

En ĉi tiu artikolo ni diros al vi ĉion, kion vi bezonas scii pri termodinamiko kaj la principoj de termodinamiko.

Ĉefaj karakterizaĵoj

leĝoj de termodinamiko

Se ni faras analizon de klasika termodinamiko, ni vidas, ke ĝi baziĝas sur la koncepto de makroskopa sistemo. Ĉi tiu sistemo estas nenio alia ol parto de fizika aŭ koncepta maso, kiu estas apartigita de la ekstera medio. Por pli bone studi termodinamikajn sistemojn, oni ĉiam supozas, ke ĝi estas fizika maso, kiun ne ĝenas la interŝanĝo de energio kun la ekstera ekosistemo.

La stato de makroskopa sistemo kio estas sub ekvilibraj kondiĉoj ĝi estas specifita per kvantoj nomataj termodinamikaj variabloj. Ni konas ĉiujn ĉi tiujn variablojn kaj ili estas temperaturo, premo, volumo kaj kemia konsisto. Ĉiuj ĉi tiuj variabloj difinas la sistemojn kaj ilian ekvilibron. La ĉefaj notacioj en kemia termodinamiko estis establitaj danke al la aplikata internacia unio. Kun ĉi tiuj unuoj eblas labori kaj pli bone klarigi la leĝon de termodinamiko.

Tamen ekzistas branĉo de termodinamiko, kiu ne studas ekvilibron, sed respondecas pri analizo de termodinamikaj procezoj, ĉefe karakterizitaj per ne havante la kapablon atingi ekvilibrajn kondiĉojn en stabila maniero.

Leĝoj

termika ekvilibro

La principoj estis denuncitaj dum la XNUMX-a jarcento Ili komisias reguligi ĉiujn transformojn kaj ilian progreson. Ili ankaŭ analizas, kiaj estas la veraj limoj por havi veran koncepton. Ili estas aksiomoj nepruveblaj sed nepruveblaj surbaze de sperto. Ĉiu teorio pri termodinamiko baziĝas sur ĉi tiuj principoj. Ni povas distingi 3 bazajn principojn plus la principon sed tio estas tiu, kiu difinas la temperaturon kaj tio estas implicita en la aliaj 3 principoj.

Nula leĝo

Ni priskribos, kio estas ĉi tiu nula leĝo, kiu estas la unua, kiu priskribas la temperaturon implicitan en la resto de la principoj. Kiam du sistemoj interagas unu kun la alia kaj estas en terma ekvilibro ili dividas iujn el la ecoj. Ĉi tiuj ecoj, kiujn ili dividas inter si, povas esti mezuritaj kaj donitaj nombran valoron. Rezulte, se la du sistemoj estas en ekvilibro kun tria, ili estos en ekvilibro inter si kaj la propraĵo dividata estas temperaturo.

Sekve, ĉi tiu principo sed simple diras, ke se korpo A estis en ekvilibro kun korpo B kaj ĉi tiu korpo B estos en termika ekvilibro kun korpo C, tiam korpoj A kaj C ankaŭ estos en ekvilibro termika. Ĉi tiu principo klarigas la fakton, ke du korpoj kun malsamaj temperaturoj povas interŝanĝi varmon inter si. Pli aŭ malpli frue ambaŭ korpoj atingas la saman temperaturon, do ili estas en tuta ekvilibro.

Unua Leĝo de Termodinamiko

Kiam korpo estas metita en kontakton kun korpo pli malvarma, okazas transformo, kiu kondukas al stato de ekvilibro. Ĉi tiu stato de ekvilibro baziĝas sur la fakto, ke la temperaturo de la du korpoj egalas, ĉar transdono de energio plifortiĝas inter la varma korpo por la malvarma korpo. Por klarigi ĉi tiun fenomenon, la sciencistoj supozis, ke varma substanco, kiu ĉeestas en pli grandaj kvantoj, preterpasis pli malvarman korpon. Oni pensis pri fluaĵo, kiu povus moviĝi tra la maso por povi interŝanĝi varmon.

Ĉi tiu principo respondecas pri identigo de varmeco kiel formo de energio. Ĝi ne estas materia substanco. Tiel oni povus montri, ke varmo, kiu estas mezurata per kalorioj kaj laboro, kiu estas mezurita per ĵuloj, estas ekvivalenta. Tial ni hodiaŭ scias tion 1 kalorio estas proksimume 4,186 ĵuloj.

Oni povas diri, ke la unua principo de termodinamiko estas principo de konservado de energio. Kvanto da energio en varma motoro transformiĝas al laboro kaj videblas per iu maŝino, kiu povas produkti tian laboron sen konsumado de energio. Ni povas establi ĉi tiun unuan principon kiel: la variado de la interna energio de fermita termodinamika sistemo egalas al la diferenco, kiu ekzistas inter la varmo liverita al la sistemo kaj la laboro farita de menciita sistemo en la medio.

Dua leĝo de termodinamiko

entropio

Ĉi tio komence diras, ke ne eblas produkti ciklan maŝinon, kiu nur rezultigas la translokigon de varmo de malvarma korpo al varma korpo. Ni povas diri, ke maleblas transformo, kies rezulto nur estos tiu de konvertado de la varmo, kiun ni eltiris de unu fonto en mekanikan laboron.

Ĉi tiu principo respondecas nei la eblon, ke ekzistas la konata ĉiama movado de la dua specio. Ni scias, ke la entropio de sistemo restas izolita senŝanĝa kiam reigebla transformo okazas. Ni ankaŭ scias, ke ĝi pliiĝas kiam neinversigebla transformo okazas.

Tria leĝo de termodinamiko

Ĉi tiu lasta principo estas proksime rilata al la dua kaj estas konsiderata kiel konsekvenco de ĝi. Ĉi tiu principo asertas, ke absoluta estaĵo ne povas esti atingita en koloro kun finia nombro da transformoj. Ni scias, ke ekzistas absoluta nulo ne pli ol la minimuma temperaturo atingebla. En unuoj Kelvin ni scias, ke ĝi estas 0, sed en celsiaj gradoj ĝi havas valoron de -273.15 gradoj.

Ĝi ankaŭ diras, ke la entropio por solido perfekte kristala kun temperaturo de 0 kelvino egalas al 0. Ĉi tio signifas, ke ne ekzistus entropio, do la sistemo estus tute stabila. La energio de liberigo, traduko kaj rotacio de la eroj, kiuj ĝin konsistigas, estus nenio ĉe la temperaturo de 0 kelvino.

Mi esperas, ke per ĉi tiuj informoj vi povas lerni pli pri termodinamiko kaj bazaj principoj.


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.