V svetu fizike obstaja veja, ki je odgovorna za preučevanje transformacij, ki nastanejo s toploto in delovanjem v sistemu. Gre za termodinamika. To je veja fizike, ki je odgovorna za preučevanje vseh transformacij, ki so rezultat procesov, ki vključujejo spremembe spremenljivk stanja temperature in energije na makroskopski ravni. Če se želite poglobiti v to temo, se lahko posvetujete z načela termodinamike in tudi sistemi temperaturnih enot.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o termodinamiki in principih termodinamike.
Glavne značilnosti
Če naredimo analizo klasične termodinamike, vidimo, da temelji na konceptu makroskopskega sistema. Ta sistem ni nič drugega kot del fizične ali konceptualne mase, ki je ločen od zunanjega okolja. Za boljše preučevanje termodinamičnih sistemov se vedno domneva, da gre za fizično maso, ki je ne moti izmenjava energije z zunanjim ekosistemom.
Stanje makroskopskega sistema, kaj je v ravnotežnih pogojih je določena s količinami, imenovanimi termodinamične spremenljivke. Poznamo vse te spremenljivke in to so temperatura, tlak, prostornina in kemična sestava. Vse te spremenljivke določajo sisteme in njihovo ravnotežje. Glavne oznake v kemijski termodinamiki so bile vzpostavljene zahvaljujoč uporabni mednarodni zvezi. S temi enotami lahko delate in bolje razložite zakon termodinamike. Poleg tega je študija o entropija Bistvenega pomena je tudi na tem področju.
Obstaja pa veja termodinamike, ki ne preučuje ravnotežja, ampak je odgovorna za analizo termodinamičnih procesov, za katere so značilni predvsem nima zmožnosti stabilnega doseganja ravnotežnih pogojev. To je povezano s pomenom razumevanja vedenja termodinamični cikli v teh procesih.
Zakoni
Načela so bila obsojena v 19. stoletju in so kaj Zadolženi so za urejanje vseh preobrazb in njihovega napredka. Analizirajo tudi, kakšne so resnične meje za pravo zasnovo. So aksiomi, ki jih ni mogoče dokazati, vendar so na podlagi izkušenj nedokazljivi. Vsaka teorija termodinamike temelji na teh načelih. Razlikujemo lahko 3 osnovne principe in ničelni princip, ki določa temperaturo in je impliciten v ostalih 3 principih.
Nič zakon
Opisali bomo ta ničelni zakon, ki je prvi, ki je odgovoren za opis temperature, ki je implicitna v preostalih principih. Ko dva sistema medsebojno delujeta in sta v toplotnem ravnovesju, si delita nekatere lastnosti. Te lastnosti, ki si jih delijo med seboj, je mogoče izmeriti in jim dati številčno vrednost. Posledično, če sta oba sistema v ravnovesju s tretjim, bosta v ravnovesju drug z drugim in skupna lastnost je temperatura.
Zato to ničelno načelo preprosto navaja, da če telo A je bilo v ravnovesju s telesom B in to telo B je v toplotnem ravnovesju s telesom C, potem bosta v ravnotežju tudi telesi A in C termični. To načelo pomaga razumeti izmenjavo toplote med telesi pri različnih temperaturah. Za tiste, ki želijo bolje razumeti te zakone, priporočam obisk strani veje fizike.
Prvi zakon termodinamike
Ko telo pride v stik s telesom, ki je hladnejše, pride do preobrazbe, ki vodi v stanje ravnovesja. To stanje ravnovesja temelji na enaki temperaturi obeh teles, saj se med vročim in hladnim telesom izvaja prenos energije. Da bi pojasnili ta pojav, so znanstveniki domnevali, da je vroča snov, ki je prisotna v večjih količinah, prešla na hladnejše telo. Pomislili so na tekočino, ki bi se lahko premikala skozi testo in izmenjevala toploto.
To načelo je odgovorno za identifikacijo toplote kot oblike energije. Ni materialna snov. Na ta način je bilo mogoče dokazati, da sta toplota, ki se meri v kalorijah, in delo, ki se meri v joulih, enakovredna. Zato danes vemo, da 1 kalorija je približno 4,186 džuljev.
Lahko rečemo, da je prvi zakon termodinamike načelo ohranjanja energije. Količina energije v toplotnem stroju se pretvori v delo in ni stroja, ki bi lahko proizvedel to delo brez porabe energije. To prvo načelo lahko postavimo kot: variacija notranje energije zaprtega termodinamičnega sistema je enaka razliki, ki obstaja med toploto, dovedeno v sistem, in delom, ki ga ta sistem opravi v okolju.
Drugi zakon termodinamike
To načelo določa, da je nemogoče ustvariti ciklični stroj, katerega edini rezultat je prenos toplote s hladnega telesa na toplo telo. Lahko rečemo, da je nemogoče izvesti preobrazbo, katere rezultat bo le pretvorbo toplote, ki smo jo izvlekli iz enega vira, v mehansko delo.
To načelo je odgovorno za zanikanje možnosti obstoja znanega večnega gibanja druge vrste. Vemo, da entropija sistema ostane izolirana brez sprememb, ko pride do reverzibilne transformacije. Vemo tudi, da se poveča, ko pride do nepovratne transformacije.
Tretji zakon termodinamike
To zadnje načelo je tesno povezano z drugim in velja za njegovo posledico. To načelo pravi, da absolutne ničle ni mogoče doseči s končnim številom barvnih transformacij. Vemo, da absolutna ničla ni nič drugega kot najnižja temperatura, ki jo je mogoče doseči. V enotah Vemo, da je kelvin 0, vendar ima vrednost v stopinjah Celzija -273.15 stopinj.
Prav tako ugotavlja, da je entropija za trdno snov, ki je popolnoma kristalna in ima temperaturo 0 kelvinov, enaka 0. To pomeni, da entropije ne bi bilo, zato bi bil sistem popolnoma stabilen. Energija sproščanja, prevajanja in vrtenja delcev, ki ga sestavljajo, ne bi bila nič pri temperaturi 0 kelvinov.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o termodinamiki in osnovnih načelih.