В света на физиката има клон, който отговаря за изучаването на трансформациите, произведени от топлината и работата в дадена система. Става въпрос за термодинамика. Това е клон на физиката, който отговаря за изучаването на всички трансформации, които са резултат от процеси, които включват промени в променливите на състоянието на температурата и енергията на макроскопично ниво. За да навлезете по-дълбоко в тази тема, можете да се консултирате с принципи на термодинамиката и също системи за температурни единици.
В тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за термодинамиката и принципите на термодинамиката.
ключови характеристики
Ако направим анализ на класическата термодинамика, виждаме, че тя се основава на концепцията за макроскопична система. Тази система не е нищо повече от част от физическа или концептуална маса, която е отделена от външната среда. За да се изследват по-добре термодинамичните системи, винаги се приема, че това е физическа маса, която не се нарушава от обмена на енергия с външната екосистема.
Състоянието на макроскопичната система какво е при условия на равновесие се определя от величини, наречени термодинамични променливи. Ние знаем всички тези променливи и те са температура, налягане, обем и химичен състав. Всички тези променливи определят системите и техния баланс. Основните обозначения в химическата термодинамика са установени благодарение на приложния международен съюз. С тези единици можете да работите и да обясните по-добре закона на термодинамиката. Освен това, изследването на ентропия Също така е от съществено значение в тази област.
Съществува обаче клон на термодинамиката, който не изучава равновесието, но отговаря за анализа на термодинамичните процеси, които се характеризират главно с нямащи способността да постигат равновесни условия по стабилен начин. Това е свързано с важността на разбирането на поведението на термодинамични цикли в тези процеси.
Закони
Принципите са заклеймени през 19 век и са какво Те отговарят за регулирането на всички трансформации и техния напредък. Те също така анализират какви са реалните граници, за да имат истинска концепция. Те са аксиоми, които не могат да бъдат доказани, но са недоказуеми въз основа на опита. Всяка теория на термодинамиката се основава на тези принципи. Можем да разграничим 3 основни принципа плюс нулевия принцип, който е този, който определя температурата и се подразбира в останалите 3 принципа.
Нулев закон
Ще опишем този нулев закон, който е първият, който е отговорен за описанието на температурата, която се подразбира в останалите принципи. Когато две системи взаимодействат една с друга и са в термично равновесие, те споделят някои от свойствата. Тези свойства, които споделят помежду си, могат да бъдат измерени и да им бъде дадена цифрова стойност. В резултат на това, ако двете системи са в равновесие с трета, те ще бъдат в равновесие една с друга и споделеното свойство е температурата.
Следователно този нулев принцип просто гласи, че ако тяло A е било в равновесие с тяло B и това тяло B е в топлинно равновесие с тяло C, тогава телата A и C също ще бъдат в равновесие топлинна. Този принцип помага да се разбере топлообменът между телата при различни температури. За тези, които искат да разберат по-добре тези закони, препоръчвам да посетят страницата на клонове на физиката.
Първи закон на термодинамиката
Когато едно тяло се постави в контакт с тяло, което е по-студено, настъпва трансформация, която води до състояние на равновесие. Това състояние на баланс се основава на еднаква температура на двете тела, тъй като се извършва пренос на енергия между горещото тяло и студеното тяло. За да обяснят това явление, учените приемат, че горещо вещество, което присъства в по-големи количества, е преминало към по-студеното тяло. Смята се за течност, която може да се движи през тестото, за да обменя топлина.
Този принцип е отговорен за идентифицирането на топлината като форма на енергия. Не е материална субстанция. По този начин беше възможно да се демонстрира, че топлината, която се измерва в калории, и работата, която се измерва в джаули, са еквивалентни. Следователно днес знаем, че 1 калория е приблизително 4,186 джаула.
Може да се каже, че първият закон на термодинамиката е принципът на запазване на енергията. Количество енергия в топлинен двигател се преобразува в работа и няма машина, която да може да произведе тази работа, без да консумира енергия. Можем да установим този първи принцип като: промяната на вътрешната енергия на затворена термодинамична система е равна на разликата, която съществува между топлината, подадена към системата, и работата, извършена от споменатата система в околната среда.
Втори закон на термодинамиката
Този принцип установява, че е невъзможно да се създаде циклична машина, която има като единствен резултат преноса на топлина от студено тяло към топло тяло. Можем да кажем, че е невъзможно да се извърши трансформация, чийто резултат ще бъде само това за преобразуване на топлината, която сме извлекли от един източник, в механична работа.
Този принцип е отговорен за отричането на възможността за съществуването на известното вечно движение на втория вид. Знаем, че ентропията на една система остава изолирана без промяна, когато се извърши обратима трансформация. Знаем също, че то се увеличава, когато настъпи необратима трансформация.
Трети закон на термодинамиката
Този последен принцип е тясно свързан с втория и се счита за следствие от него. Този принцип гласи, че абсолютната нула не може да бъде достигната с краен брой цветови трансформации. Знаем, че абсолютната нула не е нищо повече от минималната температура, която може да бъде достигната. В единици Знаем, че келвин е 0, но в градуси по Целзий има стойност от -273.15 градуса.
Той също така установява, че ентропията за твърдо тяло, което е идеално кристално, което е при температура от 0 келвина, е равна на 0. Това означава, че няма да има ентропия, така че системата ще бъде напълно стабилна. Освобождаването, транслацията и енергията на въртене на частиците, които го съставят, не биха били нищо при температура от 0 келвина.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за термодинамиката и основните принципи.