W dziedzinie fizyki istnieje dział zajmujący się badaniem przemian wytwarzanych przez ciepło i pracę w układzie. Chodzi o termodynamikę. Jest to dział fizyki odpowiedzialny za badanie wszystkich przejść, które są jedynie wynikiem procesu obejmującego zmiany zmiennych stanu temperatury i energii na poziomie makro. Istnieje kilka zasady termodynamiki które są fundamentalne dla wielu aspektów fizyki.
Dlatego w tym artykule powiemy Ci, jakie są zasady termodynamiki i jakie jest jej znaczenie.
Charakterystyka termodynamiki
Jeśli przeanalizujemy termodynamikę klasyczną, przekonamy się, że opiera się ona na koncepcji układów makroskopowych. Ten system jest tylko częścią fizycznej lub koncepcyjnej jakości oddzielenia od środowiska zewnętrznego. Aby lepiej zbadać układ termodynamiczny, zawsze zakłada się, że jest to masa fizyczna, która nie jest zakłócana przez wymianę energii z zewnętrznym ekosystemem.
Stan układu makroskopowego w równowadze określają wielkości zwane zmiennymi termodynamicznymi. Znamy wszystkie te zmienne: temperaturę, ciśnienie, objętość i skład chemiczny. Wszystkie te zmienne definiują system i jego równowagę. Dzięki międzynarodowemu sojuszowi zastosowań ustalono główne symbole termodynamiki chemicznej. Korzystanie z tych jednostek może działać lepiej i wyjaśniać zasady termodynamiki.
Jednak istnieje gałąź termodynamiki, która nie bada równowagi, Są raczej odpowiedzialni za analizę procesów termodynamicznych, które charakteryzują się głównie brakiem zdolności do osiągnięcia warunków równowagi w stabilny sposób.
Zasady termodynamiki
Istnieją 4 zasady termodynamiki, wymienione od zera do trzech punktów, prawa te pomagają zrozumieć wszystkie prawa fizyki w naszym wszechświecie i nie można zobaczyć pewnych zjawisk w naszym świecie. Znane są również pod nazwą praw termodynamiki. Prawa te mają różne pochodzenie. Niektóre zostały sformułowane na podstawie poprzednich formuł. Ostatnią znaną zasadą termodynamiki jest prawo zerowe. Prawa te obowiązują we wszystkich śledztwach i badaniach prowadzonych w laboratorium. Są niezbędne do zrozumienia, jak działa nasz wszechświat. Po kolei opiszemy zasady termodynamiki.
Pierwsza zasada
To prawo mówi, że energii nie można tworzyć ani niszczyć, można ją jedynie przekształcać. Jest to również znane jako prawo zachowania energii. Tak właściwie, Oznacza to, że w każdym fizycznym systemie odizolowanym od otoczenia cała jego energia będzie zawsze taka sama. Chociaż energię można przekształcić w inne rodzaje energii w takiej czy innej formie, suma wszystkich tych energii jest zawsze taka sama.
Podamy przykład, aby lepiej to zrozumieć. Zgodnie z tą zasadą, jeśli włożymy pewną ilość energii do układu fizycznego w postaci ciepła, możemy obliczyć energię całkowitą, znajdując różnicę między wzrostem energii wewnętrznej a pracą wykonaną przez układ i jego otoczenie. Oznacza to, że różnica między energią, którą system ma w danym momencie, a pracą, którą wykonał, będzie uwolnioną energią cieplną.
Druga zasada
Jeśli starczy czasu, wszystkie systemy w końcu stracą równowagę. Ta zasada jest również nazywana prawem entropii. Można to podsumować w następujący sposób. Ilość entropii we wszechświecie będzie z czasem wzrastać. Entropia systemu jest wskaźnikiem do pomiaru stopnia nieuporządkowania. Innymi słowy, Druga zasada termodynamiki mówi nam, że gdy układ osiągnie punkt równowagi, zwiększy to stopień nieporządku w systemie. Może to oznaczać, że jeśli damy systemowi wystarczająco dużo czasu, w końcu stanie się niezrównoważony.
To jest prawo, które odpowiada za wyjaśnienie nieodwracalności niektórych zjawisk fizycznych. Na przykład pomaga nam wyjaśnić, dlaczego papier papier spalony nie może powrócić do pierwotnego kształtu. W systemie znanym jako papier i ogień nieporządek urósł do tego stopnia, że nie jest możliwy powrót do jego źródła. Prawo to wprowadza funkcję stanu entropii, która w przypadku układów fizycznych odpowiada za odwzorowanie stopnia nieuporządkowania i nieuchronnej utraty energii.
Aby zrozumieć drugą zasadę termodynamiki, podamy przykład. Jeśli spalimy określoną ilość materii i złożymy kulkę z powstałymi popiołami, to widać, że materii jest mniej niż w stanie początkowym. Dzieje się tak, ponieważ materia zamieniła się w gazy, które Nie można ich odzyskać i muszą się rozproszyć i zagracić. W ten sposób widzimy, że w stanie pierwszym była przynajmniej entropia niż w stanie drugim.
Trzecia zasada
Po osiągnięciu zera bezwzględnego fizyczny proces systemowy zostaje zatrzymany. Zero absolutne to najniższa temperatura, jaką możemy osiągnąć. W tym przypadku temperaturę mierzymy w stopniach Kelvina. W ten sposób można powiedzieć, że temperatura i chłodzenie powodują, że entropia układu wynosi zero. W takich przypadkach jest to bardziej jak określona stała. Gdy osiągnie zero absolutne, fizyczny proces systemowy zatrzymuje się. Dlatego entropia będzie miała minimalną, ale stałą wartość.
Osiągnięcie zera absolutnego lub nie jest łatwym zadaniem. Bezwzględna wartość zera stopnia Kelvina wynosi zero, ale jeśli użyjemy go w Pomiar skali temperatury Celsjusza wynosi -273,15 stopni.
Zero prawa
To prawo jest ten ostatni założył i mówi, że jeśli A = C i B = C, to A = B. To ustanawia podstawowe i podstawowe zasady pozostałych trzech praw termodynamiki. Jest to nazwa, która zakłada prawo równowagi termicznej. Innymi słowy, jeśli system i inne systemy są niezależnie w równowadze termicznej, muszą być w równowadze termicznej. To prawo pozwala na ustalenie zasad temperatury. Zasada ta służy do porównania energii cieplnej dwóch różnych obiektów w stanie równowagi termicznej. Jeśli te dwa obiekty są w równowadze termicznej, niepotrzebnie będą miały tę samą temperaturę. Z drugiej strony, jeśli obydwa zmienią bilans cieplny trzeciego układu, będą również wpływać na siebie.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o zasadach termodynamiki jego właściwości.