Fizikas jomā ir filiāle, kas ir atbildīga par siltuma radīto pārvērtību izpēti un darbu sistēmā. Tas ir par termodinamiku. Tā ir fizikas nozare, kas ir atbildīga par visu pāreju izpēti, kas ir tikai procesa rezultāts, kas ietver izmaiņas temperatūras un enerģijas stāvokļa mainīgajos makro līmenī. Ir vairāki termodinamikas principi kas ir būtiski daudziem fizikas aspektiem.
Tāpēc šajā rakstā mēs jums pastāstīsim, kādi ir termodinamikas principi un kāda ir tā nozīme.
Termodinamikas raksturojums
Ja mēs analizēsim klasisko termodinamiku, mēs atklāsim, ka tā pamatā ir makroskopisko sistēmu koncepcija. Šī sistēma ir tikai daļa no fiziskās vai konceptuālās kvalitātes nošķirtībā no ārējās vides. Lai labāk izpētītu termodinamisko sistēmu, vienmēr tiek pieņemts, ka tā ir fiziska masa to netraucē enerģijas apmaiņa ar ārējo ekosistēmu.
Makroskopiskās sistēmas stāvokli līdzsvara stāvoklī nosaka daudzumi, ko sauc par termodinamiskajiem mainīgajiem. Mēs zinām visus šos mainīgos: temperatūru, spiedienu, tilpumu un ķīmisko sastāvu. Visi šie mainīgie nosaka sistēmu un tās līdzsvaru. Pateicoties starptautiskajai lietojumprogrammu aliansei, ir izveidoti galvenie ķīmiskās termodinamikas simboli. Izmantojot šīs vienības, var strādāt labāk un izskaidrot termodinamikas principus.
Tomēr, ir termodinamikas nozare, kas nepēta līdzsvaru, Viņi drīzāk ir atbildīgi par termodinamisko procesu analīzi, kuriem galvenokārt raksturīga nespēja stabili sasniegt līdzsvara apstākļus.
Termodinamikas principi
Pastāv 4 termodinamikas principi, kas uzskaitīti no nulles līdz trim punktiem, šie likumi palīdz izprast visus fizikas likumus mūsu Visumā un nav iespējams saskatīt noteiktas parādības mūsu pasaulē. Tie ir pazīstami arī ar termodinamikas likumu nosaukumu. Šiem likumiem ir atšķirīga izcelsme. Daži no tiem ir formulēti no iepriekšējām formulām. Pēdējais zināmais termodinamikas likums ir nulles likums. Šie likumi ir pastāvīgi visos izmeklējumos un izmeklējumos, ko veic laboratorijā. Tie ir būtiski, lai saprastu, kā darbojas mūsu Visums. Mēs aprakstīsim termodinamikas principus pa vienam.
Pirmais princips
Šis likums saka, ka enerģiju nevar radīt vai iznīcināt, to var tikai pārveidot. To sauc arī par enerģijas saglabāšanas likumu. Patiesībā, Tas nozīmē, ka jebkurā fiziskā sistēmā, kas ir izolēta no apkārtējās vides, visa tās enerģija vienmēr būs vienāda. Lai gan enerģiju vienā vai otrā veidā var pārvērst cita veida enerģijā, visu šo enerģiju summa vienmēr ir vienāda.
Mēs sniegsim piemēru, lai to labāk izprastu. Ievērojot šo principu, ja mēs fiziskā sistēmā siltuma veidā ieguldām noteiktu enerģijas daudzumu, mēs varam aprēķināt kopējo enerģiju, nosakot atšķirību starp iekšējās enerģijas pieaugumu un sistēmas un tās apkārtnes paveikto. Tas ir, atšķirība starp enerģiju, kas sistēmai tajā brīdī ir, un tās paveikto darbu, būs izdalītā siltumenerģija.
Otrais princips
Ja ir pietiekami daudz laika, visas sistēmas galu galā zaudēs līdzsvaru. Šo principu sauc arī par entropijas likumu. To var apkopot šādi. Entropijas daudzums Visumā laika gaitā palielināsies. Sistēmas entropija ir rādītājs, lai noteiktu traucējumu pakāpi. Citiem vārdiem sakot, Otrs termodinamikas princips mums saka, ka tad, kad sistēma sasniedz līdzsvara punktu, tas palielinās sistēmas traucējumu pakāpi. Tas var nozīmēt, ka, ja mēs piešķiram sistēmai pietiekami daudz laika, tā galu galā kļūs nelīdzsvarota.
Šis likums ir atbildīgs par dažu fizisku parādību neatgriezeniskuma izskaidrošanu. Piemēram, tas palīdz mums izskaidrot, kāpēc papīrs papīrs ir sadedzināts, nevar atgriezties sākotnējā formā. Šajā sistēmā, kas pazīstama kā papīrs un uguns, nekārtības ir palielinājušās tik lielā mērā, ka nav iespējams atgriezties pie tās sākuma. Šis likums ievieš entropijas stāvokļa funkciju, kas fizisko sistēmu gadījumā ir atbildīga par traucējumu pakāpes un tā neizbēgama enerģijas zuduma atspoguļošanu.
Lai saprastu otro termodinamikas principu, mēs sniegsim piemēru. Ja mēs sadedzinām noteiktu daudzumu vielas un saliekam bumbu kopā ar iegūtajiem pelniem, mēs varam pārliecināties, ka matērijas ir mazāk nekā sākotnējā stāvoklī. Tas ir tāpēc, ka matērija ir pārvērtusies gāzēs Tos nevar atgūt, un tie ir jāizkaisa un jāpārblīvē. Tā mēs redzam, ka pirmajā stāvoklī bija vismaz entropija nekā otrajā stāvoklī.
Trešais princips
Kad tiek sasniegta absolūtā nulle, fiziskās sistēmas process apstājas. Absolūtā nulle ir zemākā temperatūra, kādu varam sasniegt. Šajā gadījumā mēs mēra temperatūru Kelvina grādos. Tādā veidā var teikt, ka temperatūra un dzesēšana izraisa sistēmas entropijas nulli. Šajos gadījumos tas vairāk atgādina noteiktu konstanti. Kad tas sasniedz absolūto nulli, fiziskās sistēmas process apstājas. Tāpēc entropijai būs minimāla, bet nemainīga vērtība.
Sasniegt absolūtu nulli vai nē ir viegls uzdevums. Kelvina grāda absolūtā nulles vērtība ir nulle, bet, ja mēs to izmantojam Celsija temperatūras skalas mērījums ir -273,15 grādi.
Nulles likums
Šis likums ir pēdējais pieņēma un saka, ka, ja A = C un B = C, tad A = B. Tas nosaka pārējo trīs termodinamikas likumu pamatnoteikumus un pamatnoteikumus. Tas ir nosaukums, kas pieņem termiskā līdzsvara likumu. Citiem vārdiem sakot, ja sistēma un citas sistēmas atrodas termiskajā līdzsvarā neatkarīgi, tām jābūt termiskā līdzsvarā. Šis likums ļauj noteikt temperatūras principus. Šo principu izmanto, lai salīdzinātu divu dažādu objektu siltumenerģiju termiskā līdzsvara stāvoklī. Ja šie divi objekti ir termiskā līdzsvarā, tie nevajadzīgi atradīsies tajā pašā temperatūrā. No otras puses, ja tie abi mainīs trešās sistēmas termisko līdzsvaru, tie ietekmēs arī viens otru.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par tā īpašību termodinamikas principiem.