No mundo da física, existe um ramo que é responsável por estudar as transformações produzidas pelo calor e pelo trabalho em um sistema. É sobre o termodinâmica. É um ramo da física que se encarrega de estudar todas as transformações que só resultam de processos que envolvem mudanças nas variáveis de estado de temperatura e energia em nível macroscópico.
Neste artigo, vamos contar tudo que você precisa saber sobre termodinâmica e os princípios da termodinâmica.
Características principais
Se fizermos uma análise da termodinâmica clássica, veremos que ela se baseia no conceito de sistema macroscópico. Este sistema nada mais é do que uma porção de massa física ou conceitual separada do ambiente externo. Para melhor estudar os sistemas termodinâmicos, sempre se assume que se trata de uma massa física que não é perturbada pela troca de energia com o ecossistema externo.
O estado de um sistema macroscópico que é sob condições de equilíbrio, é especificado por quantidades chamadas variáveis termodinâmicas. Conhecemos todas essas variáveis e são temperatura, pressão, volume e composição química. Todas essas variáveis são o que definem os sistemas e seu equilíbrio. As principais notações que se têm na termodinâmica química foram estabelecidas graças à união internacional aplicada. Com essas unidades é possível trabalhar e explicar melhor a lei da termodinâmica.
No entanto, existe um ramo da termodinâmica que não estuda o equilíbrio, mas é responsável por analisar processos termodinâmicos que são caracterizados principalmente por não ter a capacidade de atingir condições de equilíbrio de forma estável.
leis
Os princípios foram denunciados durante o século XNUMX Isa aqueles que Eles estão encarregados de regular todas as transformações e seu progresso. Eles também analisam quais são os limites reais para ter uma verdadeira concepção. Eles são axiomas que não podem ser provados, mas são improváveis com base na experiência. Toda teoria da termodinâmica é baseada nesses princípios. Podemos distinguir 3 princípios básicos mais o princípio, mas esse é o que define a temperatura e está implícito nos outros 3 princípios.
Lei zero
Vamos descrever o que é essa lei zero, que é a primeira a descrever a temperatura implícita no resto dos princípios. Quando dois sistemas interagem entre si e estão em equilíbrio térmico, eles compartilham algumas das propriedades. Essas propriedades que eles compartilham podem ser medidas e receber um valor numérico. Como resultado, se os dois sistemas estão em equilíbrio com um terceiro, eles estarão em equilíbrio um com o outro e a propriedade compartilhada é a temperatura.
Portanto, este princípio simplesmente afirma que se um corpo A estava em equilíbrio com um corpo B e este corpo B estará em equilíbrio térmico com um corpo C, então os corpos A e C também estarão em equilíbrio térmico. Este princípio explica o fato de que dois corpos em temperaturas diferentes podem trocar calor um com o outro. Mais cedo ou mais tarde, os dois corpos atingem a mesma temperatura, portanto, estão em equilíbrio total.
Primeira Lei da Termodinâmica
Quando um corpo é colocado em contato com um corpo mais frio, ocorre uma transformação que leva a um estado de equilíbrio. Este estado de equilíbrio é baseado no fato de que as temperaturas dos dois corpos são iguais, visto que uma transferência de energia é aumentada entre o corpo quente para o corpo frio. Para explicar esse fenômeno, os cientistas presumiram que uma substância quente, presente em maiores quantidades, passava por um corpo mais frio. Foi pensado em um fluido que pudesse se mover através da massa para poder trocar calor.
Este princípio é responsável por identificar o calor como uma forma de energia. Não é uma substância material. Desse modo, pode-se demonstrar que o calor, medido em calorias, e o trabalho, medido em joules, são equivalentes. Portanto, sabemos hoje que 1 caloria equivale a aproximadamente 4,186 joules.
Pode-se dizer que o primeiro princípio da termodinâmica é um princípio de conservação de energia. Uma quantidade de energia em uma máquina de calor é convertida em trabalho e pode ser vista por qualquer máquina que possa produzir tal trabalho sem consumir energia. Podemos estabelecer este primeiro princípio como: a variação da energia interna de um sistema termodinâmico fechado é igual à diferença que existe entre o calor fornecido ao sistema e o trabalho realizado por esse sistema no ambiente.
Segunda lei da termodinâmica
Isso no início afirma que é impossível fazer uma máquina cíclica que apenas resulte na transferência de calor de um corpo frio para um corpo quente. Podemos dizer que é impossível que seja realizada uma transformação cujo resultado será apenas o de converter o calor que extraímos de uma única fonte em trabalho mecânico.
Este princípio é responsável por negar a possibilidade de que haja o conhecido movimento perpétuo da segunda espécie. Nós sabemos que o entropia de um sistema permanece isolado inalterado quando uma transformação reversível ocorre. Também sabemos que aumenta quando ocorre uma transformação irreversível.
Terceira lei da termodinâmica
Este último princípio está intimamente relacionado ao segundo e é considerado como uma conseqüência dele. Este princípio afirma que o ser absoluto não pode ser alcançado em cores com um número finito de transformações. Sabemos que existe zero absoluto não é mais do que a temperatura mínima que pode ser alcançada. Em unidades Kelvin, sabemos que é 0, mas em graus Celsius tem um valor de -273.15 graus.
Ele também afirma que a entropia para um sólido que é perfeitamente cristalino com uma temperatura de 0 kelvin é igual a 0. Isso significa que não haveria entropia, então o sistema seria totalmente estável. A energia de liberação, translação e rotação das partículas que o compõem não seria nada à temperatura de 0 Kelvin.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre termodinâmica e princípios básicos.