Lois de la thermodynamique

La Physique / by admin / July 04, 2021

La Thermodynamique est la Branche de Physique qui est en charge de déterminer et mesurer les phénomènes de transfert d'énergie, englobant la chaleur et le travail mécanique.

L'énergie

L'une des manifestations les plus fondamentales de la nature est l'énergie qui accompagne tous les changements et transformations. Ainsi, des phénomènes aussi divers que la chute d'une pierre, le mouvement d'une boule de billard, la combustion du charbon ou la croissance de et les réactions des mécanismes complexes des êtres vivants, comportent toutes une certaine absorption, émission et redistribution des énergie.

La forme la plus courante sous laquelle l'Énergie apparaît et vers laquelle tendent d'autres, est la Chaud. A côté de lui se produit Énergie mécanique dans le mouvement de tout mécanisme.

Énergie électrique lorsqu'un courant chauffe un conducteur ou est capable d'effectuer un travail mécanique ou chimique. Énergie rayonnante inhérente à la lumière visible et au rayonnement en général; et enfin l'Énergie Chimique emmagasinée dans toutes les substances, qui se révèle lorsqu'elles effectuent une transformation.

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Aussi différents et divers qu'on puisse le supposer à première vue, ils sont cependant intimement liés les uns aux autres, et sous certaines conditions une conversion s'opère de l'un à l'autre. C'est une question de thermodynamique étudier ces interrelations qui ont lieu dans les systèmes, et leurs lois, qui sont applicables à tous les phénomènes naturels, sont rigoureusement remplies puisque Ils sont basés sur le comportement de systèmes macroscopiques, c'est-à-dire avec un grand nombre de molécules au lieu de microscopiques qui comportent un nombre réduit de molécules. elles.

Aux Systèmes où le Lois de la thermodynamique, ils s'appellent Systèmes thermodynamiques.

Thermodynamique ne prend pas en compte le temps de transformation. Ton intérêt se concentre sur les états initial et final d'un système sans montrer aucune curiosité quant à la vitesse à laquelle un tel changement se produit.

L'énergie d'un système donné est cinétique, potentielle ou les deux à la fois. La Énergie cinétique c'est en raison de son mouvementbien être moléculaire ou du corps dans son ensemble.

D'autre part, Potentiel est ce genre d'énergie qui un système possède de par sa position, c'est-à-dire par sa structure ou sa configuration par rapport à d'autres organes.

Le contenu énergétique total de tout système est la somme des précédents, et bien que sa valeur absolue puisse être calculée en tenant compte de la célèbre relation d'Einstein E = mC², où E est l'énergie, m est la masse et C est la vitesse de la lumière, ce fait est de peu d'utilité dans les considérations thermodynamiques ordinaires.

La raison en est que les Énergies impliquées sont si grandes que tout changement dans celles-ci résultant de processus physiques ou chimiques est négligeable.

Ainsi, les changements de masse résultant de ces transferts sont impondérables, de sorte que le La thermodynamique préfère traiter de telles différences d'énergie qui sont mesurables et sont exprimés dans divers systèmes d'unités.

Par exemple, l'unité du système cgs d'énergie mécanique, électrique ou thermique est l'erg. Celui du Système international d'unités est le Joule ou juillet; celui du système anglais est la calorie.

La La thermodynamique est régie par quatre lois, basé sur la Loi Zéro.

Loi zéro de la thermodynamique

C'est le plus simple et le plus fondamental des quatre, et c'est fondamentalement une prémisse qui dit :

"Si un corps A est en équilibre thermique avec un corps B et que le corps C est en équilibre avec B, alors A et C sont en équilibre."

Première loi de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique établit la conservation de l'énergie avec la prémisse qu'elle dit :

"L'énergie n'est ni créée ni détruite, elle ne fait que se transformer."

Cette loi est formulée en disant que pour une quantité donnée d'une forme d'énergie qui disparaît, une autre forme apparaîtra en une quantité égale à la quantité qui a disparu.

Elle est considérée comme la destination d'un certain nombre de chaleur (Q) ajoutée au système. Ce montant donnera lieu à une augmentation de l'énergie interne (ΔE) et cela affectera également certains travail extérieur (W) en conséquence de ladite absorption de chaleur.

Il est tenu par la Première Loi :

E + W = Q

Bien que la première loi de la thermodynamique établisse la relation entre la chaleur absorbée et le travail effectuée par un système, n'indique aucune restriction sur la Source de cette chaleur ou dans la direction de sa couler.

Selon la Première Loi, rien n'empêche que sans aide extérieure nous extrayons de la chaleur de la glace pour chauffer l'eau, la température de la première étant inférieure à celle de la seconde.

Mais on sait que Le flux de chaleur a la seule direction de la température la plus élevée à la plus basse.

Deuxième loi de la thermodynamique

La deuxième loi de la thermodynamique aborde les incohérences de la première loi et comporte la prémisse suivante :

"La chaleur ne se transforme pas en Travail sans produire des changements permanents ni dans les systèmes inclus ni dans leur voisinage."

L'entropie est la quantité physique qui définit la deuxième loi de la thermodynamique, et elle dépend des états initial et final :

S = S₂- S₁

L'entropie de l'ensemble du processus est également donnée par :

S = q_r/ T

Être q_r la chaleur d'un processus isotherme réversible et T la température constante.

L'Univers est un exemple d'Entropie se manifestant à chaque instant

Troisième loi de la thermodynamique

Cette loi traite de l'entropie des substances cristallines pures à température zéro absolue, et sa prémisse est :

"L'entropie de tous les solides cristallins purs doit être considérée comme nulle à la température zéro absolue."

Ceci est valable car les preuves expérimentales et les arguments théoriques montrent que l'entropie des solutions ou des liquides en surfusion n'est pas nulle à 0K.