Sa mundo ng pisika mayroong isang sangay na responsable para sa pag-aaral ng mga pagbabagong ginawa ng init at trabaho sa isang sistema. Ito ay tungkol sa thermodynamics. Ito ay isang sangay ng pisika na responsable para sa pag-aaral ng lahat ng mga pagbabago na nagreresulta lamang mula sa mga proseso na nagsasangkot ng mga pagbabago sa mga variable ng estado ng parehong temperatura at enerhiya sa antas ng macroscopic.
Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa thermodynamics at ang mga prinsipyo ng thermodynamics.
pangunahing katangian
Kung gagawa kami ng pagtatasa ng mga klasikal na thermodynamics makikita natin na batay ito sa konsepto ng macroscopic system. Ang sistemang ito ay hindi hihigit sa isang bahagi ng pisikal o haka-haka na masa na pinaghiwalay mula sa panlabas na kapaligiran. Upang mas mahusay na mapag-aralan ang mga thermodynamic system, palaging ipinapalagay na ito ay isang pisikal na masa na hindi maaabala ng pagpapalitan ng enerhiya sa panlabas na ecosystem.
Ang estado ng isang macroscopic system kung ano ang sa ilalim ng mga kondisyon ng katiyakan ito ay tinukoy ng mga dami na tinatawag na mga variable na thermodynamic. Alam namin ang lahat ng mga variable na ito at ang mga ito ay temperatura, presyon, dami at komposisyon ng kemikal. Ang lahat ng mga variable na ito ay kung ano ang tumutukoy sa mga system at ang kanilang balanse. Ang pangunahing mga notasyon na mayroon sa mga kemikal na thermodynamics ay naitatag salamat sa inilapat na internasyonal na unyon. Sa mga yunit na ito posible na mas mahusay na magtrabaho at ipaliwanag ang batas ng thermodynamics.
Gayunpaman, mayroong isang sangay ng thermodynamics na hindi nag-aaral ng balanse, ngunit responsable para sa pagsusuri ng mga proseso ng thermodynamic na higit sa lahat ay nailalarawan sa walang kakayahang makamit ang mga kondisyon ng balanse sa isang matatag na paraan.
Mga Batas
Ang mga prinsipyo ay tinuligsa sa panahon ng ika-XNUMX siglo Isa ang mga Sila ang namumuno sa pagsasaayos ng lahat ng mga pagbabago at kanilang pag-unlad. Sinusuri din nila kung ano ang totoong mga limitasyon upang magkaroon ng isang tunay na paglilihi. Ang mga ito ay mga axiom na hindi mapatunayan ngunit hindi mapatunayan batay sa karanasan. Ang bawat teorya ng thermodynamics ay batay sa mga prinsipyong ito. Maaari nating makilala ang 3 pangunahing mga prinsipyo kasama ang prinsipyo ngunit iyon ang tumutukoy sa temperatura at na implicit sa iba pang 3 na mga prinsipyo.
Zero batas
Ilalarawan namin kung ano ang zero na batas na ito, na kung saan ay ang unang naglalarawan sa temperatura na implicit sa natitirang mga prinsipyo. Kapag ang dalawang mga sistema ay nakikipag-ugnay sa bawat isa at nasa balanse ng timbang binabahagi nila ang ilan sa mga pag-aari. Ang mga katangiang ibinabahagi nila sa bawat isa ay maaaring masukat at mabigyan ng isang bilang na bilang. Bilang isang resulta, kung ang dalawang mga sistema ay nasa balanse na may isang ikatlo, sila ay magiging balanse sa bawat isa at ang ari-arian na ibinahagi ay temperatura.
Samakatuwid, ang prinsipyong ito ngunit ipinapahayag lamang na kung ang isang katawan A ay nasa balanse na may isang katawan B at ang katawang B ay magiging sa pantay na balanse na may isang katawan C, pagkatapos ang mga katawan A at C ay magkakaroon din ng balanse thermal Ipinapaliwanag ng prinsipyong ito ang katotohanan na ang dalawang katawan sa magkakaibang temperatura ay maaaring magpalitan ng init sa bawat isa. Maaga o huli ang parehong mga katawan ay umabot sa parehong temperatura, sa gayon ang mga ito ay nasa kabuuang balanse.
Unang Batas ng Thermodynamics
Kapag ang isang katawan ay inilalagay sa pakikipag-ugnay sa isang katawan na mas malamig, nagaganap ang isang pagbabago na hahantong sa isang estado ng balanse. Ang estado ng balanse na ito ay batay sa ang katunayan na ang temperatura ng dalawang katawan ay pantay dahil ang isang paglipat ng enerhiya ay pinahusay sa pagitan ng mainit na katawan para sa malamig na katawan. Upang maipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ipinapalagay ng mga siyentista na ang isang mainit na sangkap na naroroon sa mas maraming dami, naipasa ang isang mas malamig na katawan. Ito ay naisip ng isang likido na maaaring ilipat sa pamamagitan ng masa upang makapagpalit init.
Ang prinsipyong ito ay responsable para sa pagkilala ng init bilang isang uri ng enerhiya. Hindi ito isang materyal na sangkap. Sa ganitong paraan, maipapakita na ang init, na sinusukat sa calories at trabaho, na sinusukat sa joules, ay katumbas. Samakatuwid, alam natin ngayon na Ang 1 calorie ay humigit-kumulang na 4,186 joules.
Masasabing ang unang prinsipyo ng thermodynamics ay isang prinsipyo ng pag-iingat ng enerhiya. Ang isang dami ng enerhiya sa isang heat engine ay ginawang trabaho at makikita ng anumang makina na makakagawa ng nasabing gawain nang hindi nauubos ang enerhiya. Maaari nating maitaguyod ang unang prinsipyong ito bilang: ang pagkakaiba-iba ng panloob na enerhiya ng isang saradong sistemang thermodynamic ay katumbas ng pagkakaiba-iba na umiiral sa pagitan ng init na ibinibigay sa system at ng gawaing ginawa ng nasabing sistema sa kapaligiran.
Pangalawang batas ng thermodynamics
Ito sa simula ay nagsasaad na imposibleng gumawa ng isang paikot na makina na nagreresulta lamang sa paglipat ng init mula sa isang malamig na katawan patungo sa isang mainit na katawan. Maaari nating sabihin na imposibleng maisagawa ang isang pagbabago na ang resulta ay magiging ng pag-convert ng init na aming nakuha mula sa isang solong mapagkukunan sa gawaing mekanikal.
Ang prinsipyong ito ay responsable sa pagtanggi sa posibilidad na mayroong kilalang panghabang-buhay na paggalaw ng pangalawang species. Alam natin na ang entropy ng isang sistema ay nananatiling nakahiwalay na hindi nagbabago kapag naganap ang isang nababaligtad na pagbabago. Alam din natin na tataas ito kapag naganap ang isang hindi maibabalik na pagbabago.
Pangatlong batas ng thermodynamics
Ang huling prinsipyo na ito ay malapit na nauugnay sa pangalawa at isinasaalang-alang bilang isang bunga nito. Pinatutunayan ng prinsipyong ito na ang ganap na pagkatao ay hindi maaaring makamit sa kulay na may isang may hangganan na bilang ng mga pagbabago. Alam namin na mayroong ganap na zero ay hindi hihigit sa minimum na temperatura na maaaring maabot. Sa mga unit Kelvin alam natin na ito ay 0, ngunit sa degree Celsius mayroon itong halagang -273.15 degree.
Nakasaad din dito na ang entropy para sa isang solidong perpektong mala-kristal na may temperatura na 0 kelvin ay katumbas ng 0. Nangangahulugan ito na walang entropy, kaya't ang sistema ay magiging ganap na matatag. Ang lakas ng pagpapalaya, pagsasalin at pag-ikot ng mga particle na bumubuo nito ay magiging wala sa temperatura na 0 kelvin.
Inaasahan ko na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa thermodynamics at pangunahing mga prinsipyo.