اصول ترمودینامیک

آنتروپی جهان

در زمینه فیزیک ، شاخه ای مسئول مطالعه تحولات ناشی از حرارت و کار در سیستم است. این در مورد ترمودینامیک است. این شاخه ای از فیزیک است که وظیفه مطالعه همه تغییرات را بر عهده دارد ، که تنها نتیجه فرآیندی است که شامل تغییرات متغیرهای حالت دما و انرژی در سطح کلان است. چند وجود دارد اصول ترمودینامیک که برای بسیاری از جنبه های فیزیک اساسی هستند.

بنابراین ، ما در این مقاله به شما خواهیم گفت که اصول ترمودینامیک چیست و اهمیت آن چیست.

ویژگی های ترمودینامیک

قوانین ترمودینامیک

اگر ترمودینامیک کلاسیک را تجزیه و تحلیل کنیم ، متوجه می شویم که بر اساس مفهوم سیستم های ماکروسکوپی است. این سیستم تنها بخشی از کیفیت فیزیکی یا مفهومی جدایی از محیط خارجی است. برای مطالعه بهتر سیستم ترمودینامیکی ، همیشه فرض بر این است که این یک جرم فیزیکی است با تبادل انرژی با اکوسیستم خارجی مختل نمی شود.

وضعیت یک سیستم ماکروسکوپی در حالت تعادل با مقادیری به نام متغیرهای ترمودینامیکی مشخص می شود. ما همه این متغیرها را می شناسیم: دما ، فشار ، حجم و ترکیب شیمیایی. همه این متغیرها سیستم و تعادل آن را تعریف می کنند. به لطف اتحاد بین المللی برنامه های کاربردی ، نمادهای اصلی ترمودینامیک شیمیایی ایجاد شده است. استفاده از این واحدها می تواند بهتر کار کند و اصول ترمودینامیک را توضیح دهد.

با این حال، شاخه ای از ترمودینامیک وجود دارد که تعادل را مطالعه نمی کند ، در عوض ، آنها مسئول تجزیه و تحلیل فرآیندهای ترمودینامیکی هستند که عمدتا با عدم توانایی در دستیابی به شرایط تعادل به صورت پایدار مشخص می شوند.

اصول ترمودینامیک

آنتروپی

4 اصل ترمودینامیک وجود دارد که از صفر تا سه نقطه ذکر شده است ، این قوانین به درک تمام قوانین فیزیک در جهان ما کمک می کند و مشاهده برخی پدیده ها در جهان ما غیرممکن است. آنها همچنین با نام قوانین ترمودینامیک شناخته می شوند. این قوانین ریشه های متفاوتی دارند. برخی از فرمول های قبلی فرموله شده اند. آخرین قانون ترمودینامیکی شناخته شده قانون صفر است. این قوانین در کلیه تحقیقات و تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه دائمی است. آنها برای درک نحوه عملکرد جهان ما ضروری هستند. ما اصول ترمودینامیک را یک به یک شرح خواهیم داد.

اصل اول

این قانون می گوید انرژی را نمی توان ایجاد یا از بین برد ، فقط می توان آن را تغییر داد. این قانون به عنوان قانون حفظ انرژی نیز شناخته می شود. در حقیقت، این بدان معناست که در هر سیستم فیزیکی جدا از محیط ، تمام انرژی آن همیشه یکسان خواهد بود. اگرچه می توان انرژی را به نوعی دیگر به انواع دیگر انرژی تبدیل کرد ، اما مجموع همه این انرژی ها همیشه یکسان است.

برای درک بهتر آن مثالی می زنیم. با پیروی از این اصل ، اگر مقدار مشخصی از انرژی را به یک سیستم فیزیکی در قالب گرما اختصاص دهیم ، می توان کل انرژی را با یافتن تفاوت بین افزایش انرژی داخلی و کار انجام شده توسط سیستم و محیط اطراف آن محاسبه کرد. یعنی تفاوت انرژی که سیستم در آن لحظه دارد و کاری که انجام داده است ، انرژی گرمایی آزاد شده است.

اصل دوم

در صورت وجود زمان کافی ، همه سیستم ها در نهایت تعادل خود را از دست می دهند. این اصل را قانون آنتروپی نیز می نامند. می توان آن را به شرح زیر خلاصه کرد. میزان آنتروپی در جهان با گذشت زمان افزایش می یابد. آنتروپی سیستم شاخصی برای اندازه گیری میزان بی نظمی است. به عبارت دیگر، اصل دوم ترمودینامیک به ما می گوید که وقتی سیستم به نقطه تعادل برسد ، درجه اختلال در سیستم را افزایش می دهد. این می تواند به این معنی باشد که اگر به یک سیستم زمان کافی بدهیم ، در نهایت نامتعادل می شود.

این قانونی است که وظیفه توضیح برگشت ناپذیری برخی از پدیده های فیزیکی را بر عهده دارد. به عنوان مثال ، به ما کمک می کند که چرا یک مقاله را توضیح دهیم کاغذ سوخته نمی تواند به شکل اولیه خود بازگردد. در این سیستم که به کاغذ و آتش معروف است ، اختلال به حدی افزایش یافته است که بازگشت به اصل خود امکان پذیر نیست. این قانون عملکرد دولت آنتروپی را معرفی می کند ، که در مورد سیستم های فیزیکی مسئول نمایاندن درجه اختلال و اتلاف اجتناب ناپذیر انرژی آن است.

برای درک اصل دوم ترمودینامیک ، می خواهیم مثالی بزنیم. اگر مقدار مشخصی از ماده را بسوزانیم و توپ را با خاکستر حاصل کنار هم بگذاریم ، می بینیم که ماده کمتری نسبت به حالت اولیه وجود دارد. این به این دلیل است که ماده به گاز تبدیل شده است آنها قابل بازیابی نیستند و باید پراکنده و به هم ریخته شوند. به این ترتیب می بینیم که در حالت اول حداقل آنتروپی نسبت به حالت دوم وجود داشت.

اصل سوم

اصول ترمودینامیک

وقتی به صفر مطلق برسیم ، فرآیند سیستم فیزیکی متوقف می شود. صفر مطلق پایین ترین دمایی است که می توانیم به آن برسیم. در این حالت ، دما را بر حسب درجه کلوین اندازه گیری می کنیم. به این ترتیب می توان گفت که دما و سرمایش باعث صفر شدن آنتروپی سیستم می شود. در این موارد ، بیشتر شبیه به یک ثابت قطعی است. وقتی به صفر مطلق می رسد ، فرآیند سیستم فیزیکی متوقف می شود. بنابراین ، آنتروپی دارای مقدار حداقل اما ثابت خواهد بود.

رسیدن به صفر مطلق یا نه کار آسانی است. مقدار صفر مطلق درجه کلوین صفر است ، اما اگر از آن استفاده کنیم در اندازه گیری مقیاس درجه سانتی گراد ، -273,15 درجه است.

قانون صفر

این قانون است دومی فرض کرد و می گوید که اگر A = C و B = C ، پس A = B این قوانین اساسی و اساسی سه قانون دیگر ترمودینامیک را ایجاد می کند. این نامی است که قانون تعادل حرارتی را در نظر می گیرد. به عبارت دیگر ، اگر سیستم و سایر سیستم ها به طور مستقل در تعادل حرارتی قرار بگیرند ، باید در تعادل حرارتی باشند. این قانون اجازه می دهد تا اصول دما تعیین شود. این اصل برای مقایسه انرژی حرارتی دو جسم مختلف در حالت تعادل حرارتی استفاده می شود. اگر این دو جسم در تعادل حرارتی باشند ، بی جهت در دمای یکسانی قرار خواهند گرفت. از سوی دیگر ، اگر هر دو تراز حرارتی سیستم سوم را تغییر دهند ، بر یکدیگر نیز تأثیر خواهند گذاشت.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید با اصول ترمودینامیکی ویژگی های آن بیشتر آشنا شوید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.