У світі фізики існує галузь, яка відповідає за вивчення перетворень, що утворюються внаслідок нагрівання та роботи в системі. Йдеться про термодинаміка. Це розділ фізики, який відповідає за вивчення всіх перетворень, які є результатом процесів, які передбачають зміни змінних стану як температури, так і енергії на макроскопічному рівні. Щоб заглибитися в цю тему, ви можете звернутися до принципи термодинаміки а також системи вимірювання температури.
У цій статті ми розповімо вам все, що вам потрібно знати про термодинаміку та принципи термодинаміки.
ключові особливості
Якщо ми робимо аналіз класичної термодинаміки, то бачимо, що вона базується на концепції макроскопічної системи. Ця система є не що інше, як частина фізичної або концептуальної маси, яка відокремлена від зовнішнього середовища. Для кращого вивчення термодинамічних систем завжди передбачається, що це фізична маса, яка не порушується обміном енергії із зовнішньою екосистемою.
Стан макроскопічної системи, що є в умовах рівноваги це визначається величинами, які називаються термодинамічними змінними. Ми знаємо всі ці змінні, і це температура, тиск, об’єм і хімічний склад. Усі ці змінні визначають системи та їхній баланс. Основні позначення в хімічній термодинаміці встановлені завдяки прикладному міжнародному союзу. З цими одиницями можна працювати і краще пояснювати закони термодинаміки. Крім того, вивчення ентропія Це теж важливо в цій сфері.
Однак існує розділ термодинаміки, який не вивчає рівновагу, але відповідає за аналіз термодинамічних процесів, які в основному характеризуються не маючи здатності стабільно досягати рівноважних умов. Це пов’язано з важливістю розуміння поведінки термодинамічні цикли у цих процесах.
Закони
Принципи були засуджені протягом 19 століття, і ось що Вони відповідають за регулювання всіх перетворень та їх прогресу. Вони також аналізують реальні межі, щоб мати справжню концепцію. Це аксіоми, які не можуть бути доведені, але їх неможливо довести на основі досвіду. Кожна теорія термодинаміки базується на цих принципах. Ми можемо виділити 3 основні принципи плюс нульовий принцип, який визначає температуру та неявно міститься в інших 3 принципах.
Нульовий закон
Ми збираємося описати цей нульовий закон, який є першим, який відповідає за опис температури, яка прихована в решті принципів. Коли дві системи взаємодіють одна з одною і перебувають у тепловій рівновазі, вони мають спільні деякі властивості. Ці властивості, які вони спільні один з одним, можна виміряти та надати їм числове значення. У результаті, якщо дві системи перебувають у рівновазі з третьою, вони будуть у рівновазі одна з одною, а спільною властивістю є температура.
Тому цей нульовий принцип просто стверджує, що якщо тіло A перебувало в рівновазі з тілом B, а це тіло B знаходиться в тепловій рівновазі з тілом C, то тіла A і C також будуть у рівновазі теплові. Цей принцип допомагає зрозуміти теплообмін між тілами при різних температурах. Для тих, хто хоче краще зрозуміти ці закони, рекомендую відвідати сторінку галузях фізики.
Перший закон термодинаміки
Коли тіло стикається з більш холодним тілом, відбувається перетворення, яке призводить до стану рівноваги. Цей стан рівноваги заснований на рівній температурі двох тіл, оскільки передача енергії здійснюється між гарячим тілом і холодним тілом. Щоб пояснити це явище, вчені припустили, що гаряча речовина, яка присутня у більшій кількості, пройшла до більш холодного тіла. Вважалося, що рідина може рухатися через тісто для обміну теплом.
Цей принцип відповідає за визначення тепла як форми енергії. Це не матеріальна субстанція. Таким чином вдалося продемонструвати, що теплота, яка вимірюється в калоріях, і робота, яка вимірюється в джоулях, еквівалентні. Тому сьогодні ми це знаємо 1 калорія становить приблизно 4,186 джоулів.
Можна сказати, що перший закон термодинаміки – це принцип збереження енергії. Певна кількість енергії в тепловому двигуні перетворюється на роботу, і немає машини, яка могла б виконати цю роботу без споживання енергії. Ми можемо встановити цей перший принцип таким чином: зміна внутрішньої енергії замкнутої термодинамічної системи дорівнює різниці, яка існує між теплом, що подається системі, та роботою, яку ця система виконує в навколишньому середовищі.
Другий закон термодинаміки
Цей принцип встановлює, що неможливо створити циклічну машину, єдиним результатом якої є передача тепла від холодного тіла до теплого. Можна сказати, що неможливо здійснити перетворення, результат якого буде тільки це перетворення тепла, яке ми виділили з одного джерела, в механічну роботу.
Цей принцип відповідає за заперечення можливості існування відомого вічного руху другого виду. Ми знаємо, що ентропія системи залишається ізольованою без змін, коли відбувається оборотне перетворення. Ми також знаємо, що воно збільшується, коли відбувається незворотна трансформація.
Третій закон термодинаміки
Цей останній принцип тісно пов'язаний з другим і вважається його наслідком. Цей принцип стверджує, що абсолютного нуля неможливо досягти за допомогою кінцевої кількості перетворень кольору. Ми знаємо, що абсолютний нуль — це не що інше, як мінімальна температура, якої можна досягти. В одиницях Ми знаємо, що кельвін дорівнює 0, але в градусах Цельсія він має значення -273.15 градусів.
Це також встановлює, що ентропія ідеально кристалічного твердого тіла з температурою 0 кельвінів дорівнює 0. Це означає, що ентропії не було б, тому система була б повністю стабільною. Енергія вивільнення, переміщення та обертання частинок, які його утворюють, була б нульовою при температурі 0 кельвінів.
Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатись більше про термодинаміку та основні принципи.