Í heimi eðlisfræðinnar er grein sem sér um að rannsaka umbreytingar sem myndast með hita og vinnu í kerfi. Það snýst um hitafræði. Það er grein eðlisfræðinnar sem sér um að rannsaka allar umbreytingar sem eru aðeins afleiðing af ferlum sem fela í sér breytingar á ástandsbreytum bæði hitastigs og orku á stórsýni.
Í þessari grein ætlum við að segja þér allt sem þú þarft að vita um hitafræði og meginreglur varmafræðinnar.
Index
helstu eiginleikar
Ef við gerum greiningu á klassískum varmafræði sjáum við að hún er byggð á hugtakinu stórsjákerfi. Þetta kerfi er ekkert annað en hluti af líkamlegum eða huglægum massa sem er aðskilinn frá ytra umhverfinu. Til þess að rannsaka betur hitafræðileg kerfi er alltaf gert ráð fyrir að um sé að ræða líkamlegan massa sem raskast ekki vegna orkuskipta við ytra vistkerfi.
Ástand stórsjákerfis hvað er við jafnvægisaðstæður er það tilgreint með magni sem kallast hitafræðilegar breytur. Allar þessar breytur eru þekktar fyrir okkur og eru hitastig, þrýstingur, rúmmál og efnasamsetning. Allar þessar breytur eru það sem skilgreina kerfin og jafnvægi þeirra. Helstu skýringar sem hafa verið gerðar í efnafræðilegum varmafræði hafa verið settar fram þökk sé beittu alþjóðasambandi. Með þessum einingum er hægt að vinna og skýra betur lögmál varmafræðinnar.
Þó er til grein af varmafræðinni sem rannsakar ekki jafnvægi, heldur ber ábyrgð á að greina hitafræðilega ferla sem einkennast aðallega af að hafa ekki getu til að ná jafnvægisaðstæðum á stöðugan hátt.
Lög
Meginreglurnar voru fordæmdar á XNUMX. öld Isa þeir sem Þeir sjá um að stjórna öllum umbreytingum og framvindu þeirra. Þeir greina einnig hver raunveruleg mörk eru til að hafa sanna hugmynd. Þau eru axioms sem ekki er hægt að sanna en eru ósannanleg byggð á reynslu. Sérhver kenning um varmafræði byggir á þessum meginreglum. Við getum greint 3 grundvallarreglur auk meginreglunnar en það er það sem skilgreinir hitastigið og það er óbeint í hinum 3 meginreglunum.
Núll lög
Við ætlum að lýsa því hvað þetta núll lögmál er, sem er það fyrsta sem lýsir hitastiginu sem er óbeint í hinum meginreglunum. Þegar tvö kerfi hafa samskipti sín á milli og eru í varmajafnvægi deila þau nokkrum eiginleikum. Þessa eiginleika sem þeir deila með sér er hægt að mæla og gefa tölulegt gildi. Fyrir vikið, ef kerfin tvö eru í jafnvægi við það þriðja, þá eru þau í jafnvægi hvert við annað og eignin sem er deilt er hitastig.
Þess vegna segir þessi meginregla en einfaldlega að ef líkami A var í jafnvægi við líkama B og þessi líkami B verður í hitauppstreymi með líkama C, þá verða líkami A og C einnig í jafnvægi hitauppstreymi. Þessi meginregla skýrir þá staðreynd að tveir líkamar við mismunandi hitastig geta skipt um hita sín á milli. Fyrr eða síðar ná báðir líkamar við sama hitastig, svo þeir eru í fullkomnu jafnvægi.
Fyrsta lögmál varmafræðinnar
Þegar líkami er kominn í snertingu við líkama sem er kaldari á sér stað umbreyting sem leiðir til jafnvægisástands. Þetta jafnvægisástand byggist á þeirri staðreynd að hitastig líkama tveggja er jafnt þar sem orkuflutningur er aukinn milli heita líkamans fyrir kaldan líkamann. Til að útskýra þetta fyrirbæri gerðu vísindamennirnir ráð fyrir að heitt efni sem er til staðar í meira magni, færi framhjá kaldari líkama. Það var hugsað um vökva sem gæti farið í gegnum massann til að geta skipt um hita.
Þessi meginregla er ábyrg fyrir því að skilgreina hita sem orkuform. Það er ekki efnislegt efni. Með þessum hætti mætti sýna að hiti, sem er mældur í kaloríum og vinnu, sem er mældur í joule, er jafngildur. Þess vegna vitum við það í dag 1 kaloría er u.þ.b. 4,186 joul.
Það má segja að fyrsta meginreglan um varmafræði sé meginregla um varðveislu orku. Magn orku í hitavél er breytt í vinnu og sést á hvaða vél sem er sem getur framleitt slíka vinnu án þess að neyta orku. Við getum staðfest þessa fyrstu meginreglu sem: breytingin á innri orku lokaðs hitafræðilegs kerfis er jöfn mismuninum sem er á milli hita sem kerfinu er veitt og vinnu sem nefnd kerfi gerir í umhverfinu.
Annað lögmál varmafræðinnar
Þetta í upphafi fullyrðir að ómögulegt sé að búa til hringrásarvél sem leiði aðeins til hitaflutnings frá köldum líkama í hlýjan líkama. Við getum sagt að það sé ómögulegt að umbreyting geti orðið þar sem niðurstaðan verði aðeins það að breyta hita sem við höfum unnið úr einni uppsprettu í vélrænni vinnu.
Þessi meginregla er ábyrg fyrir því að afneita möguleikanum á því að það sé þekkt ævarandi hreyfing annarrar tegundar. Við vitum að óreiðu kerfis helst einangrað óbreytt þegar afturkræf umbreyting á sér stað. Við vitum líka að það eykst þegar óafturkræf umbreyting á sér stað.
Þriðja lögmál varmafræðinnar
Þessi síðasta meginregla er náskyld þeirri annarri og er talin afleiðing hennar. Þessi meginregla staðfestir að ekki er hægt að ná algerri veru í lit með endanlegum fjölda umbreytinga. Við vitum að það er algert núll er ekki meira en lágmarkshiti sem hægt er að ná. Í einingum Kelvin við vitum að það er 0, en í Celsíus gráðum hefur það gildi -273.15 gráður.
Þar kemur einnig fram að entropy fyrir fast efni sem er fullkomlega kristallað með hitastigið 0 kelvin er jafnt og 0. Þetta þýðir að það væri engin entropy, þannig að kerfið væri algerlega stöðugt. Orkan við frelsun, þýðingu og snúning agna sem mynda hana væri ekkert við hitastigið 0 kelvin.
Ég vona að með þessum upplýsingum geti þú lært meira um hitafræði og grundvallarreglur.