Në botën e fizikës ekziston një degë që është përgjegjëse për studimin e transformimeve që prodhohen nga nxehtësia dhe punojnë në një sistem. Bëhet fjalë për termodinamika. Është një degë e fizikës që është përgjegjëse për studimin e të gjitha transformimeve që janë rezultat i proceseve që përfshijnë ndryshime në variablat e gjendjes së temperaturës dhe energjisë në një nivel makroskopik. Për të hyrë më thellë në këtë temë, mund të konsultoheni me parimet e termodinamikës dhe gjithashtu sistemet e njësive të temperaturës.
Në këtë artikull ne do t'ju tregojmë gjithçka që duhet të dini në lidhje me termodinamikën dhe parimet e termodinamikës.
tipare kryesore
Nëse bëjmë një analizë të termodinamikës klasike shohim se ajo bazohet në konceptin e sistemit makroskopik. Ky sistem nuk është asgjë më shumë se një pjesë e masës fizike ose konceptuale që është e ndarë nga mjedisi i jashtëm. Në mënyrë që të studiohen më mirë sistemet termodinamike, gjithmonë supozohet se është një masë fizike që nuk shqetësohet nga shkëmbimi i energjisë me ekosistemin e jashtëm.
Gjendja e një sistemi makroskopik çfarë është në kushtet e ekuilibrit specifikohet nga sasitë e quajtura ndryshore termodinamike. Ne i dimë të gjitha këto variabla dhe ato janë temperatura, presioni, vëllimi dhe përbërja kimike. Të gjitha këto variabla janë ato që përcaktojnë sistemet dhe ekuilibrin e tyre. Shënimet kryesore në termodinamikën kimike janë krijuar falë bashkimit ndërkombëtar të aplikuar. Me këto njësi mund të punoni dhe të shpjegoni më mirë ligjin e termodinamikës. Për më tepër, studimi i entropi Është gjithashtu thelbësore në këtë fushë.
Sidoqoftë, ekziston një degë e termodinamikës që nuk studion ekuilibrin, por është përgjegjëse për analizimin e proceseve termodinamike që karakterizohen kryesisht nga duke mos pasur aftësinë për të arritur kushtet e ekuilibrit në një mënyrë të qëndrueshme. Kjo lidhet me rëndësinë e të kuptuarit të sjelljes së ciklet termodinamike në këto procese.
ligjet
Parimet u denoncuan gjatë shekullit të 19-të dhe janë çfarë Ata janë përgjegjës për rregullimin e të gjitha transformimeve dhe përparimin e tyre. Ata gjithashtu analizojnë se cilat janë kufijtë realë për të pasur një konceptim të vërtetë. Janë aksioma që nuk mund të vërtetohen por janë të paprovueshme në bazë të përvojës. Çdo teori e termodinamikës bazohet në këto parime. Mund të dallojmë 3 parime bazë plus parimin zero, i cili është ai që përcakton temperaturën dhe është i nënkuptuar në 3 parimet e tjera.
Ligji zero
Ne do të përshkruajmë këtë ligj zero, i cili është i pari që është përgjegjës për përshkrimin e temperaturës që është e nënkuptuar në pjesën tjetër të parimeve. Kur dy sisteme ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe janë në ekuilibër termik, ato ndajnë disa nga vetitë. Këto veti që ata ndajnë me njëra-tjetrën mund të maten dhe t'u jepet një vlerë numerike. Si rezultat, nëse të dy sistemet janë në ekuilibër me një të tretë, ata do të jenë në ekuilibër me njëri-tjetrin dhe vetia që ndahet është temperatura.
Prandaj, ky parim zero thjesht thotë se nëse një trup A ishte në ekuilibër me një trup B dhe ky trup B është në ekuilibër termik me një trup C, atëherë trupat A dhe C do të jenë gjithashtu në ekuilibër termike. Ky parim ndihmon për të kuptuar shkëmbimin e nxehtësisë midis trupave në temperatura të ndryshme. Për ata që dëshirojnë të kuptojnë më mirë këto ligje, unë rekomandoj të vizitojnë faqen e degët e fizikës.
Ligji i parë i termodinamikës
Kur një trup vihet në kontakt me një trup që është më i ftohtë, ndodh një transformim që çon në një gjendje ekuilibri. Kjo gjendje ekuilibri bazohet në atë që temperatura e dy trupave të jetë e barabartë, pasi kryhet një transferim energjie midis trupit të nxehtë dhe trupit të ftohtë. Për të shpjeguar këtë fenomen, shkencëtarët supozuan se një substancë e nxehtë që është e pranishme në sasi më të mëdha kalonte në trupin më të ftohtë. U mendua për një lëng që mund të lëvizte nëpër brumë për të shkëmbyer nxehtësinë.
Ky parim është përgjegjës për identifikimin e nxehtësisë si një formë energjie. Nuk është një substancë materiale. Në këtë mënyrë, u bë e mundur të demonstrohej se nxehtësia, e cila matet në kalori, dhe puna, e cila matet në xhaul, janë ekuivalente. Prandaj, ne e dimë sot këtë 1 kalori është afërsisht 4,186 xhaul.
Mund të thuhet se ligji i parë i termodinamikës është një parim i ruajtjes së energjisë. Një sasi energjie në një motor ngrohjeje shndërrohet në punë dhe nuk ka asnjë makinë që mund të prodhojë punën e përmendur pa konsumuar energji. Ne mund ta vendosim këtë parim të parë si: ndryshimi i energjisë së brendshme të një sistemi të mbyllur termodinamik është i barabartë me diferencën që ekziston midis nxehtësisë së furnizuar në sistem dhe punës së bërë nga sistemi në fjalë në mjedis.
Ligji i dytë i termodinamikës
Ky parim përcakton se është e pamundur të krijohet një makinë ciklike që ka si rezultat të vetëm transferimin e nxehtësisë nga një trup i ftohtë në një trup të ngrohtë. Mund të themi se është e pamundur të kryhet një transformim, rezultati i të cilit do të jetë vetëm atë të shndërrimit të nxehtësisë që kemi nxjerrë nga një burim i vetëm në punë mekanike.
Ky parim është përgjegjës për mohimin e mundësisë së lëvizjes së njohur të përhershme të species së dytë ekzistuese. Ne e dimë se entropia e një sistemi mbetet e izoluar pa ndryshim kur ndodh një transformim i kthyeshëm. Ne gjithashtu e dimë se rritet kur ndodh një transformim i pakthyeshëm.
Ligji i tretë i termodinamikës
Ky parim i fundit është i lidhur ngushtë me të dytin dhe konsiderohet si pasojë e tij. Ky parim thotë se zero absolute nuk mund të arrihet me një numër të kufizuar transformimesh ngjyrash. Ne e dimë se zero absolute nuk është asgjë më shumë se temperatura minimale që mund të arrihet. Në njësi Ne e dimë që kelvini është 0, por në gradë Celsius ka një vlerë prej -273.15 gradë.
Ai gjithashtu përcakton se entropia për një lëndë të ngurtë që është krejtësisht kristalore që është në një temperaturë prej 0 kelvin është e barabartë me 0. Kjo do të thotë se nuk do të kishte entropi, kështu që sistemi do të ishte plotësisht i qëndrueshëm. Energjia e çlirimit, e përkthimit dhe e rrotullimit të grimcave që e përbëjnë nuk do të ishte asgjë në temperaturën 0 kelvin.
Shpresoj që me këtë informacion të mësoni më shumë rreth termodinamikës dhe parimeve themelore.