Termodynamika

termodynamika

Vo svete fyziky existuje odbor, ktorý je zodpovedný za štúdium transformácií produkovaných teplom a prácu v systéme. Reč je o termodynamika. Je to odvetvie fyziky, ktoré má na starosti štúdium všetkých transformácií, ktoré sú iba výsledkom procesov, ktoré zahŕňajú zmeny stavových premenných ako teploty, tak energie na makroskopickej úrovni.

V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o termodynamike a princípoch termodynamiky.

kľúčové vlastnosti

zákony termodynamiky

Ak urobíme analýzu klasickej termodynamiky, zistíme, že je založená na koncepcii makroskopického systému. Tento systém nie je ničím iným ako časťou fyzickej alebo koncepčnej hmoty, ktorá je oddelená od vonkajšieho prostredia. S cieľom lepšie študovať termodynamické systémy sa vždy predpokladá, že ide o fyzickú hmotu, ktorá nie je narušená výmenou energie s vonkajším ekosystémom.

Stav makroskopického systému, čo je za rovnovážnych podmienok je určená veličinami nazývanými termodynamické premenné. Všetky tieto premenné poznáme a sú to teplota, tlak, objem a chemické zloženie. Všetky tieto premenné definujú systémy a ich rovnováhu. Hlavné notácie, ktoré sa používajú v chemickej termodynamike, boli stanovené vďaka uplatnenej medzinárodnej únii. S týmito jednotkami možno lepšie pracovať a vysvetliť zákon termodynamiky.

Existuje však odvetvie termodynamiky, ktoré neštuduje rovnováhu, ale je zodpovedné za analýzu termodynamických procesov, ktoré sa vyznačujú hlavne neschopnosť stabilne dosiahnuť rovnovážné podmienky.

Zákony

tepelná rovnováha

Princípy boli odsúdené v priebehu XNUMX. storočia Isa tých, ktorí Majú na starosti reguláciu všetkých transformácií a ich pokroku. Tiež analyzujú, aké sú skutočné limity, aby mali skutočnú koncepciu. Sú to axiómy, ktoré sa nedajú dokázať, ale na základe skúseností sa nedajú dokázať. Každá teória termodynamiky je založená na týchto princípoch. Môžeme rozlíšiť 3 základné princípy plus princíp, ale ten definuje teplotu a ten je implicitný v ďalších 3 princípoch.

Nulový zákon

Budeme popisovať, čo je tento nulový zákon, ktorý ako prvý popisuje teplotu, ktorá je implicitná vo zvyšku princípov. Keď dva systémy navzájom interagujú a sú v tepelnej rovnováhe, zdieľajú niektoré z týchto vlastností. Tieto vlastnosti, ktoré navzájom zdieľajú, je možné zmerať a dať im číselnú hodnotu. Výsledkom je, že ak sú dva systémy v rovnováhe s tretím, budú v rovnováhe navzájom a vlastnosťou, ktorá je spoločná, je teplota.

Preto táto zásada iba jednoducho uvádza, že ak teleso A bolo v rovnováhe s telesom B a toto teleso B bude v tepelnej rovnováhe s telesom C, potom budú telesá A a C tiež v rovnováhe termálny. Tento princíp vysvetľuje skutočnosť, že dve telesá pri rôznych teplotách môžu medzi sebou vymieňať teplo. Skôr alebo neskôr obe telesá dosiahnu rovnakú teplotu, takže sú v úplnej rovnováhe.

Prvý zákon termodynamiky

Ak je telo v kontakte s chladnejším telom, dôjde k transformácii, ktorá vedie k stavu rovnováhy. Tento rovnovážny stav je založený na skutočnosti, že teplota oboch telies je rovnaká, pretože sa zvyšuje prenos energie medzi horúcim telesom pre studené teleso. Na vysvetlenie tohto javu vedci predpokladali, že horúca látka, ktorá je prítomná vo väčšom množstve, prechádzala chladnejším telom. Myslelo sa na tekutinu, ktorá by sa mohla pohybovať cez hmotu, aby dokázala vymieňať teplo.

Tento princíp je zodpovedný za identifikáciu tepla ako formy energie. Nie je to hmotná látka. Týmto spôsobom by sa dalo preukázať, že teplo, ktoré sa meria v kalóriách, a práca, ktorá sa meria v jouloch, sú rovnocenné. Preto to dnes vieme 1 kalória je približne 4,186 XNUMX joulov.

Dá sa povedať, že prvým princípom termodynamiky je princíp úspory energie. Množstvo energie v tepelnom motore sa premení na prácu a môže ju vidieť každý stroj, ktorý dokáže takúto prácu vyrobiť bez spotreby energie. Tento prvý princíp môžeme ustanoviť ako: zmena vnútornej energie uzavretého termodynamického systému sa rovná rozdielu, ktorý existuje medzi teplom dodávaným do systému a prácou vykonanou uvedeným systémom v prostredí.

Druhý zákon termodynamiky

Entropia

To na začiatku hovorí, že je nemožné vyrobiť cyklický stroj, ktorého výsledkom je iba prenos tepla zo studeného tela do tela teplého. Môžeme povedať, že je nemožné, aby bolo možné uskutočniť transformáciu, ktorej výsledok bude iba premena tepla, ktoré sme vyťažili z jedného zdroja, na mechanickú prácu.

Táto zásada je zodpovedná za popretie možnosti, že dôjde k známemu neustálemu pohybu druhého druhu. Vieme, že entropia systému zostáva nezmenený, keď dôjde k reverzibilnej transformácii. Vieme tiež, že sa zvyšuje, keď dôjde k nezvratnej transformácii.

Tretí zákon termodynamiky

Táto posledná zásada úzko súvisí s druhou zásadou a považuje sa za jej dôsledok. Tento princíp potvrdzuje, že absolútne bytie nemožno dosiahnuť farebne s konečným počtom transformácií. Vieme, že existuje absolútna nula, nie je vyššia ako minimálna teplota, ktorú je možné dosiahnuť. V jednotkách Kelvin vieme, že je 0, ale v stupňoch Celzia má hodnotu -273.15 stupňov.

Tiež sa v ňom uvádza, že entropia pre pevnú látku, ktorá je dokonale kryštalická s teplotou 0 kelvinov, sa rovná 0. To znamená, že by neexistovala žiadna entropia, takže systém by bol úplne stabilný. Energia oslobodenia, translácie a rotácie častíc, ktoré ju tvoria, by pri teplote 0 kelvinov nebola nič.

Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o termodynamike a základných princípoch.


Buďte prvý komentár

Zanechajte svoj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *

*

*

  1. Zodpovedný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajov: Kontrolný SPAM, správa komentárov.
  3. Legitimácia: Váš súhlas
  4. Oznamovanie údajov: Údaje nebudú poskytnuté tretím stranám, iba ak to vyplýva zo zákona.
  5. Ukladanie dát: Databáza hostená spoločnosťou Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Svoje údaje môžete kedykoľvek obmedziť, obnoviť a vymazať.