În lumea fizicii există o ramură care este responsabilă de studierea transformărilor produse de căldură și de lucru într-un sistem. Este vorba despre termodinamica. Este o ramură a fizicii care este responsabilă de studierea tuturor transformărilor care sunt doar rezultatul unor procese care implică modificări ale variabilelor de stare atât ale temperaturii, cât și ale energiei la nivel macroscopic.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre termodinamică și principiile termodinamicii.
caracteristici cheie
Dacă facem o analiză a termodinamicii clasice, vedem că aceasta se bazează pe conceptul de sistem macroscopic. Acest sistem nu este altceva decât o porțiune din masa fizică sau conceptuală care este separată de mediul extern. Pentru a studia mai bine sistemele termodinamice, se presupune întotdeauna că este o masă fizică care nu este deranjată de schimbul de energie cu ecosistemul extern.
Starea unui sistem macroscopic ce este în condiții de echilibru este specificat prin mărimi numite variabile termodinamice. Știm toate aceste variabile și sunt temperatura, presiunea, volumul și compoziția chimică. Toate aceste variabile sunt cele care definesc sistemele și echilibrul lor. Principalele notații care se găsesc în termodinamica chimică au fost stabilite grație uniunii internaționale aplicate. Cu aceste unități este posibil să se lucreze și să se explice mai bine legea termodinamicii.
Cu toate acestea, există o ramură a termodinamicii care nu studiază echilibrul, dar este responsabilă pentru analiza proceselor termodinamice care se caracterizează în principal prin neavând capacitatea de a realiza condiții de echilibru într-un mod stabil.
legii
Principiile au fost denunțate în secolul al XIX-lea, sunt cei care Ei sunt responsabili de reglementarea tuturor transformărilor și a progresului lor. Ei analizează, de asemenea, care sunt limitele reale pentru a avea o concepție adevărată. Sunt axiome care nu pot fi dovedite, dar care nu pot fi dovedite pe baza experienței. Fiecare teorie a termodinamicii se bazează pe aceste principii. Putem distinge 3 principii de bază plus principiul, dar acesta este cel care definește temperatura și acest lucru este implicit în celelalte 3 principii.
Legea zero
Vom descrie care este această lege zero, care este prima care descrie temperatura care este implicită în restul principiilor. Când două sisteme interacționează între ele și se află în echilibru termic, acestea împărtășesc unele dintre proprietăți. Aceste proprietăți pe care le împărtășesc între ele pot fi măsurate și date unei valori numerice. Ca rezultat, dacă cele două sisteme sunt în echilibru cu un al treilea, ele vor fi în echilibru între ele și proprietatea care este partajată este temperatura.
Prin urmare, acest principiu afirmă pur și simplu că dacă un corp A era în echilibru cu un corp B și acest corp B va fi în echilibru termic cu un corp C, apoi corpurile A și C vor fi, de asemenea, în echilibru termic. Acest principiu explică faptul că două corpuri la temperaturi diferite pot schimba căldura între ele. Mai devreme sau mai târziu, ambele corpuri ating aceeași temperatură, deci sunt în echilibru total.
Prima lege a termodinamicii
Când un corp este pus în contact cu un corp care este mai rece, are loc o transformare care duce la o stare de echilibru. Această stare de echilibru se bazează pe faptul că temperatura celor două corpuri este egală, deoarece un transfer de energie este îmbunătățit între corpul fierbinte pentru corpul rece. Pentru a explica acest fenomen, oamenii de știință au presupus că o substanță fierbinte, care este prezentă în cantități mai mari, a trecut de un corp mai rece. S-a gândit la un fluid care se putea deplasa prin masă pentru a putea face schimb de căldură.
Acest principiu este responsabil pentru identificarea căldurii ca formă de energie. Nu este o substanță materială. În acest fel, s-ar putea arăta că căldura, care se măsoară în calorii și munca, care se măsoară în jouli, sunt echivalente. Prin urmare, știm astăzi că 1 calorie este de aproximativ 4,186 jouli.
Se poate spune că primul principiu al termodinamicii este un principiu al conservării energiei. O cantitate de energie într-un motor termic este transformată în lucru și poate fi văzută de orice mașină care poate produce o astfel de muncă fără a consuma energie. Putem stabili acest prim principiu ca: variația energiei interne a unui sistem termodinamic închis este egală cu diferența care există între căldura furnizată sistemului și munca depusă de sistemul menționat în mediu.
A doua lege a termodinamicii
Acest lucru, la început, afirmă că este imposibil să faci o mașină ciclică care să conducă doar la transferul căldurii dintr-un corp rece într-un corp cald. Putem spune că este imposibil să se poată realiza o transformare al cărei rezultat va fi doar aceea de a converti căldura pe care am extras-o dintr-o singură sursă în lucru mecanic.
Acest principiu este responsabil pentru negarea posibilității că există mișcarea perpetuă cunoscută a celei de-a doua specii. Știm că entropie a unui sistem rămâne izolat neschimbat atunci când are loc o transformare reversibilă. Știm, de asemenea, că crește atunci când are loc o transformare ireversibilă.
A treia lege a termodinamicii
Acest ultim principiu este strâns legat de al doilea și este considerat o consecință a acestuia. Acest principiu afirmă că ființa absolută nu poate fi realizată în culori cu un număr finit de transformări. Știm că există zero absolut nu este mai mult decât temperatura minimă care poate fi atinsă. În unități Kelvin știm că este 0, dar în grade Celsius are o valoare de -273.15 grade.
De asemenea, afirmă că entropia pentru un solid care este perfect cristalină cu o temperatură de 0 kelvin este egală cu 0. Acest lucru înseamnă că nu ar exista entropie, deci sistemul ar fi complet stabil. Energia eliberării, translației și rotației particulelor care o compun nu ar fi nimic la temperatura de 0 kelvin.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre termodinamică și principiile de bază.