Dalam dunia fizik terdapat cabang yang bertanggungjawab untuk mengkaji transformasi yang dihasilkan oleh haba dan berfungsi dalam sistem. Ini mengenai termodinamik. Ia adalah cabang fizik yang bertanggungjawab untuk mengkaji semua transformasi yang hanya merupakan hasil proses yang melibatkan perubahan pemboleh ubah keadaan kedua-dua suhu dan tenaga pada tahap makroskopik.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda semua yang perlu anda ketahui mengenai termodinamik dan prinsip termodinamik.
ciri-ciri utama
Sekiranya kita membuat analisis termodinamik klasik kita melihat bahawa ia berdasarkan konsep sistem makroskopik. Sistem ini tidak lebih dari satu bahagian jisim fizikal atau konseptual yang dipisahkan dari persekitaran luaran. Untuk mengkaji sistem termodinamik dengan lebih baik, selalu diasumsikan bahawa ia adalah jisim fizikal yang tidak terganggu oleh pertukaran tenaga dengan ekosistem luaran.
Keadaan sistem makroskopik apa itu dalam keadaan keseimbangan ditentukan oleh kuantiti yang disebut pemboleh ubah termodinamik. Semua pemboleh ubah ini diketahui oleh kita dan adalah suhu, tekanan, isi padu dan komposisi kimia. Semua pemboleh ubah inilah yang menentukan sistem dan keseimbangannya. Notasi utama yang terdapat dalam termodinamik kimia telah dibuat berkat kesatuan antarabangsa yang berlaku. Dengan unit ini undang-undang termodinamik dapat digarap dan dijelaskan dengan lebih baik.
Walau bagaimanapun, terdapat cabang termodinamik yang tidak mengkaji keseimbangan, tetapi bertanggungjawab untuk menganalisis proses termodinamik yang terutama dicirikan oleh tidak mempunyai keupayaan untuk mencapai keadaan keseimbangan dengan cara yang stabil.
Leyes
Prinsip-prinsip tersebut dikecam pada abad ke-XNUMX Isa yang Mereka bertugas mengatur semua transformasi dan kemajuannya. Mereka juga menganalisis apa had sebenar untuk mempunyai konsepsi yang benar. Itu adalah aksioma yang tidak dapat dibuktikan tetapi tidak dapat dibuktikan berdasarkan pengalaman. Setiap teori termodinamik berdasarkan prinsip-prinsip ini. Kita dapat membezakan 3 prinsip asas ditambah dengan prinsip tetapi yang menentukan suhu dan yang tersirat dalam 3 prinsip lain.
Undang-undang sifar
Kami akan menerangkan apakah hukum sifar ini, yang merupakan yang pertama menggambarkan suhu yang tersirat dalam prinsip-prinsip lain. Apabila dua sistem saling berinteraksi dan berada dalam keseimbangan terma, mereka berkongsi beberapa sifat. Sifat-sifat yang mereka kongsi antara satu sama lain dapat diukur dan diberi nilai berangka. Akibatnya, jika kedua-dua sistem berada dalam keseimbangan dengan yang ketiga, mereka akan berada dalam keseimbangan antara satu sama lain dan sifat yang dibagi adalah suhu.
Oleh itu, prinsip ini tetapi hanya menyatakan bahawa jika badan A berada dalam keseimbangan dengan badan B dan badan B ini akan berada dalam keseimbangan termal dengan badan C, maka badan A dan C juga akan berada dalam keseimbangan termal. Prinsip ini menjelaskan fakta bahawa dua badan pada suhu yang berbeza dapat bertukar haba antara satu sama lain. Cepat atau lambat kedua badan mencapai suhu yang sama, sehingga mereka berada dalam keseimbangan total.
Undang-undang Termodinamik Pertama
Apabila badan bersentuhan dengan badan yang lebih sejuk, transformasi berlaku yang membawa kepada keadaan keseimbangan. Keadaan keseimbangan ini didasarkan pada fakta bahawa suhu kedua-dua badan sama kerana pemindahan tenaga dipertingkatkan antara badan panas untuk badan sejuk. Untuk menjelaskan fenomena ini, para saintis menganggap bahawa bahan panas yang terdapat dalam jumlah yang lebih besar, melewati badan yang lebih sejuk. Dianggap cecair yang dapat bergerak melalui jisim untuk dapat menukar haba.
Prinsip ini bertanggungjawab untuk mengenal pasti haba sebagai bentuk tenaga. Ia bukan bahan material. Dengan cara ini, dapat ditunjukkan bahawa haba, yang diukur dalam kalori dan kerja yang diukur dalam joule, adalah setara. Oleh itu, kita tahu bahawa hari ini 1 kalori lebih kurang 4,186 joule.
Boleh dikatakan bahawa prinsip termodinamik pertama adalah prinsip pemuliharaan tenaga. Sejumlah tenaga dalam mesin haba diubah menjadi kerja dan dapat dilihat oleh mana-mana mesin yang dapat menghasilkan karya tersebut tanpa menghabiskan tenaga. Kita dapat menetapkan prinsip pertama ini sebagai: variasi tenaga dalaman sistem termodinamik tertutup sama dengan perbezaan yang ada antara haba yang dibekalkan ke sistem dan kerja yang dilakukan oleh sistem tersebut di persekitaran.
Undang-undang termodinamik kedua
Ini pada awalnya menyatakan bahawa mustahil untuk membuat mesin kitaran yang hanya mengakibatkan pemindahan haba dari badan sejuk ke badan yang hangat. Kita boleh mengatakan bahawa mustahil transformasi dapat dilakukan yang hasilnya hanya akan terjadi iaitu menukar haba yang telah kita keluarkan dari satu sumber menjadi kerja mekanikal.
Prinsip ini bertanggung jawab untuk menolak kemungkinan adanya gerakan kekal yang diketahui dari spesies kedua. Kami tahu bahawa entropi sistem tetap terpencil tidak berubah apabila transformasi boleh balik berlaku. Kami juga tahu bahawa ia meningkat apabila transformasi tidak dapat dipulihkan berlaku.
Hukum ketiga termodinamik
Prinsip terakhir ini berkait rapat dengan yang kedua dan dianggap sebagai akibatnya. Prinsip ini menegaskan bahawa makhluk mutlak tidak dapat dicapai dengan warna dengan bilangan transformasi yang terbatas. Kita tahu bahawa ada sifar mutlak tidak lebih daripada suhu minimum yang dapat dicapai. Dalam unit Kelvin kita tahu bahawa itu 0, tetapi dalam darjah Celsius ia mempunyai nilai -273.15 darjah.
Ini juga menyatakan bahawa entropi bagi suatu pepejal yang benar-benar kristal dengan suhu 0 kelvin sama dengan 0. Ini bermaksud bahawa tidak akan ada entropi, jadi sistem akan benar-benar stabil. Tenaga pembebasan, terjemahan dan putaran zarah-zarah yang menyusunnya tidak akan ada pada suhu 0 kelvin.
Saya harap dengan maklumat ini anda dapat mengetahui lebih lanjut mengenai termodinamik dan prinsip asas.