У галузі фізики існує відділення, яке займається вивченням перетворень, що виникають у результаті тепла та роботи в системі. Йдеться про термодинаміку. Це галузь фізики, яка відповідає за вивчення всіх переходів, які є лише результатом процесу, що передбачає зміну змінних стану температури та енергії на макрорівні. Є кілька принципи термодинаміки які є фундаментальними для багатьох аспектів фізики.
Тому ми збираємося розповісти вам у цій статті, які принципи термодинаміки і в чому її значення.
Характеристика термодинаміки
Якщо ми проаналізуємо класичну термодинаміку, то виявимо, що вона базується на концепції макроскопічних систем. Ця система є лише частиною фізичної або концептуальної якості відокремлення від зовнішнього середовища. Для кращого вивчення термодинамічної системи завжди вважається, що це фізична маса її не порушує обмін енергією із зовнішньою екосистемою.
Стан макроскопічної системи в рівновазі визначається величинами, які називаються термодинамічними змінними. Ми знаємо всі ці змінні: температуру, тиск, об'єм та хімічний склад. Усі ці змінні визначають систему та її рівновагу. Завдяки міжнародному альянсу застосувань були встановлені основні символи хімічної термодинаміки. Використання цих одиниць може краще працювати і пояснювати принципи термодинаміки.
Проте, є розділ термодинаміки, який не вивчає рівновагу, Навпаки, вони відповідають за аналіз термодинамічних процесів, які в основному характеризуються відсутністю здатності стабільно досягати умов рівноваги.
Принципи термодинаміки
Існує 4 принципи термодинаміки, перераховані від нуля до трьох пунктів, ці закони допомагають зрозуміти всі закони фізики у нашому Всесвіті, і неможливо побачити певні явища у нашому світі. Вони також відомі під назвою законів термодинаміки. Ці закони мають різне походження. Деякі формулюються з попередніх формул. Останній відомий закон термодинаміки - це нульовий закон. Ці закони є постійними у всіх дослідженнях та дослідженнях, які проводяться в лабораторії. Вони необхідні для розуміння того, як працює наш Всесвіт. Ми опишемо принципи термодинаміки один за одним.
Перший принцип
Цей закон говорить, що енергію неможливо створити або знищити, її можна лише трансформувати. Це також відоме як закон збереження енергії. Насправді, це означає, що в будь -якій фізичній системі, ізольованій від навколишнього середовища, вся її енергія завжди буде однаковою. Хоча енергію в тій чи іншій формі можна перетворити на інші види енергії, сума всіх цих енергій завжди однакова.
Ми наведемо приклад, щоб краще це зрозуміти. Дотримуючись цього принципу, якщо ми вносимо певну кількість енергії у фізичну систему у вигляді тепла, ми можемо обчислити загальну енергію, знайшовши різницю між збільшенням внутрішньої енергії та роботою, яку виконують система та її оточення. Тобто різниця між енергією, яку система має на той момент, і роботою, яку вона виконала, буде виділятися тепловою енергією.
Другий принцип
Якщо буде достатньо часу, усі системи з часом втратять рівновагу. Цей принцип також називають законом ентропії. Узагальнити це можна так. Кількість ентропії у Всесвіті з часом зростатиме. Ентропія системи є індексом для вимірювання ступеня розладу. Іншими словами, Другий принцип термодинаміки говорить нам, що як тільки система досягне точки рівноваги, це збільшить ступінь розладу в системі. Це може означати, що якщо ми дамо системі достатньо часу, вона з часом стане неврівноваженою.
Це закон, який відповідає за пояснення незворотності деяких фізичних явищ. Наприклад, це допомагає нам пояснити, чому папір спалений папір не може повернутися до початкової форми. У цій системі, відомій як папір і вогонь, розлад збільшився настільки, що неможливо повернутися до свого походження. Цей закон вводить функцію стану ентропії, яка у випадку фізичних систем відповідає за ступінь розладу та його неминучі втрати енергії.
Щоб зрозуміти другий принцип термодинаміки, ми наведемо приклад. Якщо ми спалимо певну кількість речовини і покладемо кульку разом з отриманим попелом, ми побачимо, що матерії менше, ніж у вихідному стані. Це тому, що матерія перетворилася на гази Їх неможливо відновити, і вони повинні розсипатися і захаращуватись. Ось як ми бачимо, що в першому стані була принаймні ентропія, ніж у другому.
Третій принцип
Коли досягається абсолютний нуль, процес фізичної системи припиняється. Абсолютний нуль - це найнижча температура, яку ми можемо досягти. У цьому випадку ми вимірюємо температуру в градусах Кельвіна. Таким чином, можна сказати, що температура та охолодження викликають нульову ентропію системи. У цих випадках це більше схоже на певну константу. Коли він досягає абсолютного нуля, процес фізичної системи припиняється. Отже, ентропія буде мати мінімальне, але постійне значення.
Досягти абсолютного нуля чи ні - це непросте завдання. Абсолютне нульове значення градуса Кельвіна дорівнює нулю, але якщо ми використовуємо його в Вимірювання шкали температури за Цельсієм -273,15 градусів.
Нульовий закон
Цей закон є останній припустив і каже, що якщо A = C і B = C, то A = B. Це встановлює основні та основні правила трьох інших законів термодинаміки. Це ім'я, яке приймає закон теплової рівноваги. Іншими словами, якщо система та інші системи незалежно перебувають у тепловій рівновазі, вони повинні перебувати в тепловій рівновазі. Цей закон дозволяє встановлювати температурні принципи. Цей принцип використовується для порівняння теплової енергії двох різних об’єктів у стані теплової рівноваги. Якщо ці два об’єкти знаходяться в тепловій рівновазі, вони будуть без потреби перебувати при однаковій температурі. З іншого боку, якщо вони обидва змінюють тепловий баланс третьої системи, вони також впливатимуть один на одного.
Сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете більше дізнатися про принципи термодинаміки її характеристик.