То је термин који се користи за обухватање низа студија и експеримената који се изводе према законима физике, који детаљно анализирају равнотежу копнених елемената, као и то како топлота и енергија утичу на живот на планети и планети. материјали који га чине. Из овога је могуће створити различите машине које помажу у индустријским процесима. Реч потиче од грчких речи θερμο и δυναμις, које значе „термо“ и „топлота“.
Шта је термодинамика
Преглед садржаја
Дефиниција термодинамике указује да је наука та која се посебно бави законима који регулишу трансформацију топлотне енергије у механичку и обрнуто. Заснован је на три основна принципа и има очигледне филозофске импликације, а такође омогућава формулисање концепата који су међу најдалекосежнијим у физици.
У оквиру тога се користе различите методе истраживања и процене потребних предмета, као што су опсежне и неопсежне величине. Опсежна проучава унутрашњу енергију, моларни састав или запремину, а друга, пак, проучава притисак, температура и хемијски потенцијал; без обзира на то, друге величине се користе за тачну анализу.
Шта проучава термодинамика
Термодинамика проучава размену топлотне енергије између система и механичке и хемијске појаве које такве размене подразумевају. На посебан начин, задужен је за проучавање појава у којима долази до трансформације механичке енергије у топлотну енергију или обрнуто, појава које се називају термодинамичким трансформацијама.
Сматра се феноменолошком науком, јер се фокусира на макроскопске студије предмета и других. Слично томе, користи друге науке да би објаснила појаве које жели да идентификује у својим објектима анализе, попут статистичке механике. Термодинамички системи користе неке једначине које помажу у мешању њихових својстава.
Међу његовим основним принципима може се наћи и енергија која се топлотом може пренети из једног тела у друго. Примењује се на многа подручја проучавања, попут инжењерства, као и на сарадњи са развојем мотора, проучавањем фазних промена, хемијским реакцијама и црним рупама.
Шта је термодинамички систем
Термодинамички систем назива се тело или скуп тела над којим се одвија термодинамичка трансформација. Проучавање система врши се полазећи од стања, односно од његових физичких услова у датом тренутку. На микроскопском нивоу, ово стање се може описати помоћу координата или термичких променљивих, као што су маса, притисак, температура итд., Које су савршено мерљиве, али на микроскопском нивоу фракције (молекули, атоми) које чине система и идентификују скуп положаја и брзина ових честица од којих на крају зависе микроскопска својства.
Поред тога, термодинамички систем је простор простора који је предмет студије која се изводи и који је ограничен површином која може бити стварна или измишљена. Регија изван система која са њом ступа у интеракцију назива се системско окружење. Термодинамички систем комуницира са својим окружењем разменом материје и енергије.
Површина која систем одваја од остатка контекста назива се зидом, а према његовим карактеристикама класификују се у три типа:
Отворени термодинамички систем
То је размена између енергије и материје.
Затворени термодинамички систем
Не размењује материју, али размењује енергију.
Изоловани термодинамички систем
Не размењује материју или енергију.
Принципи термодинамике
Термодинамика има одређене основе које одређују основне физичке величине које представљају термодинамичке системе. Ови принципи објашњавају како је њихово понашање под одређеним условима и спречавају појаву одређених појава.
За тело се каже да је у топлотној равнотежи када су топлота коју оно перципира и одаје једнаке. У овом случају температура свих његових тачака је и остаје константна. Парадоксалан случај термичке равнотеже је гвожђе изложено сунцу.
Температура овог тела, када се постигне равнотежа, остаје виша од температуре околине, јер се непрекидно снабдевање соларном енергијом надокнађује оним које тело зрачи и губи га својом проводљивошћу и конвекцијом.
Нула Принцип термодинамике или закон термодинамике нула присутан када су два тела у контакту на истој температури после достизања топлотну равнотежу. Лако се може разумети да се најхладније тело загрева, а оно топлије хлади, а самим тим и нето топлотни ток између њих опада како им се температура смањује.
"> Учитавање…Први закон термодинамике
Први принцип термодинамике је принцип очувања енергије (правилно и у складу са теоријом релативности материја-енергија) према којем она није ни створена ни уништена, иако се може на одређени начин трансформисати ка другом.
Генерализација енергетског принципа омогућава нам да потврдимо да је промена унутрашње силе система збир извршеног и пренетог рада, логична изјава пошто је утврђено да су рад и топлота начини преноса енергије и да то није створити или уништити.
Унутрашња енергија система подразумева се као збир различитих енергија и свих честица које га сачињавају, као што су: кинетичка енергија транслације, ротације и вибрација, енергија везивања, кохезија итд.
Први принцип је понекад наведен као немогућност постојања вечитог мобитела прве врсте, односно могућности производње дела без трошења енергије на било који од начина на који се манифестује.
Други принцип термодинамике
Овај други принцип бави се неповратношћу физичких догађаја, посебно у време преноса топлоте.
Велики број експерименталних чињеница показује да трансформације које се природно дешавају имају одређено значење, а да се никада не примете, да се спонтано спроводи у супротном смеру.
Други принцип термодинамике је уопштавање онога што искуство учи о смислу у којем се јављају спонтане трансформације. Подржава различите формулације које су заправо еквивалентне. Лорд Келвин, британски физичар и математичар, изјавио је то 1851. године „Немогуће је извршити трансформацију чији је једини резултат претварање у рад топлоте извучене из једног извора једнолике температуре“
Ово је један од најважнијих закона термодинамике у физици; Иако се могу формулисати на више начина, сви они воде ка објашњењу концепта неповратности и ентропије. Немачки физичар и математичар Рудолф Клаусије установио је неједнакост која је повезана између температура произвољног броја топлотних извора и апсорбоване количине топлоте коју они испоручују, када супстанца пролази кроз било који циклични процес, реверзибилан или неповратан, размењујући топлоту извори.
У хидроелектрани се електрична енергија производи из потенцијалне енергије забрањене воде. Ова снага се трансформише у кинетичку енергију када се вода спусти кроз цеви и мали део ове кинетичке енергије трансформише у ротациону кинетичку силу турбине, чија је ос интегрална са осом индуктора алтернатора који генерише силу електрични.
Први принцип термодинамике омогућава нам да осигурамо да у променама од једног облика енергије до другог није дошло ни до повећања ни смањења почетне снаге, други принцип нам говори да ће део те енергије бити ослобођен у облику топлоте.
Трећи принцип термодинамике
Трећи закон је развио хемичар Валтхер Нернст током година 1906-1912, због чега се често назива Нернстовом теоремом или Нернстовим постулатом. Овај трећи принцип термодинамике каже да је ентропија апсолутног нултог система дефинитивна константа. То је зато што у основном стању постоји систем нулте температуре, па се његова ентропија одређује дегенерацијом основног стања. 1912. године Нернст је закон успоставио овако: „Ниједним поступком није могуће постићи изотерму Т = 0 у коначном броју корака“
Термодинамички процеси
У концепту термодинамике, процеси су промене које се дешавају у систему и које га воде из почетног стања равнотеже у стање коначне равнотеже. Они су класификовани према променљивој која је одржавана константном током читавог процеса.
Процес може да се деси од топљења леда, до паљења смеше ваздух-гориво да би се извршило кретање клипова у мотору са унутрашњим сагоревањем.
Три су услова која се могу разликовати у термодинамичком систему: температура, запремина и притисак. Термодинамички процеси се проучавају у гасовима, јер су течности некомпресибилне и не долази до промена запремине. Такође, због високих температура течности се претварају у гасове. На чврстим супстанцама се термодинамичка испитивања не спроводе јер су нестисљива и на њима нема механичког рада.
Врсте термодинамичких процеса
Ови процеси су класификовани према њиховом приступу, како би се једна од променљивих одржала константном, било температура, притисак или запремина. Поред тога, примењују се и други критеријуми као што су размена енергије и модификација свих њених променљивих.
Изотермни процес
Изотермни процеси су сви они у којима температура система остаје константна. То се ради радом, тако да се остале променљиве (П и В) временом мењају.
Изобарски процес
Изобарни процес је онај у коме притисак остаје константан. Варијације температуре и запремине дефинисаће његов развој. Јачина звука се може слободно мењати када се температура мења.
Изохорски процеси
У изохорним процесима запремина остаје константна. Такође се могу сматрати онима код којих систем не генерише никакав рад (В = 0).
У основи, то су физички или хемијски феномени који се проучавају у било којој посуди, било уз мешање или не.
Адијабатски процес
Адијабатски процес је онај термодинамички процес у којем нема размене топлоте из система према споља или у супротном смеру. Примери ове врсте процеса су они који се могу изводити у термосу за пиће.
"> Учитавање…Примери термодинамичких процеса
- Пример изохорног процеса: Количина гаса се одржава константном. Када се догоди било која врста промене температуре, она ће бити пропраћена променом притиска. Као што је случај са паром у шпорету под притиском, она повећава притисак док се загрева.
- Као пример изотермног процеса: Температура гаса се одржава константном. Како се запремина повећава , притисак се смањује. На пример, балон у машини за прављење вакуума повећава запремину како ствара вакуум.
- У односу на адијабатски процес: на пример, компресија клипа у пумпи за напухавање гума за бицикле или брза декомпресија клипа шприца, претходно га компримирајући са зачепљеном излазном рупом.
