Zákony termodynamiky

Fyzika / by admin / July 04, 2021

The Termodynamika je odbor fyziky, ktorý má na starosti určovať a merať javy prenosu energie, zahŕňajúce tepelné a mechanické práce.

Energie

Jedným z najzákladnejších prejavov prírody je energia, ktorá sprevádza všetky zmeny a premeny. Javy tak rozmanité ako pád kameňa, pohyb biliardovej gule, spaľovanie uhlia alebo rast a reakcie zložitých mechanizmov živých bytostí zahŕňajú absorpciu, emisiu a prerozdelenie Energie.

Najbežnejšia forma, v ktorej sa energia objavuje a ku ktorej majú sklon ostatní, je Horúce. Vedľa neho nastáva Mechanická energia pri pohybe ľubovoľného mechanizmu.

Elektrická energia, keď prúd ohrieva vodič alebo je schopný vykonávať mechanické alebo chemické práce. Sálavá energia vlastná viditeľnému svetlu a žiareniu všeobecne; a nakoniec Chemická energia uložená vo všetkých látkach, ktorá sa odhalí, keď vykonajú transformáciu.

Akokoľvek odlišné a rôznorodé na prvý pohľad možno predpokladať, sú navzájom úzko spojené a za určitých podmienok dochádza k premene z jedného na druhý.

instagram story viewer

Je to otázka termodynamiky študovať také vzájomné vzťahy, ktoré sa dejú v systémoch, a ich zákony, ktoré sa vzťahujú na všetky prírodné javy, sú dôsledne plnené, pretože Sú založené na správaní makroskopických systémov, to znamená s veľkým počtom molekúl namiesto mikroskopických, ktoré obsahujú znížený počet oni.

Do systémov, kde Zákony termodynamiky, volajú sa Termodynamické systémy.

Termodynamika neuvažuje s časom transformácie. Váš záujem sa zameriava na počiatočný a konečný stav systému bez toho, aby prejavoval zvedavosť ohľadom rýchlosti, s akou k takejto zmene dôjde.

Energia daného systému je kinetická, potencionálna alebo obidve súčasne. The Kinetická energia to je kvôli jeho pohybudobre buď alebo celého tela.

Na druhej strane, Potenciál je ten druh energie, ktorá systém má na základe svojej polohy, to znamená svojou štruktúrou alebo konfiguráciou vo vzťahu k iným orgánom.

Celkový obsah energie v ktoromkoľvek systéme je súčtom predchádzajúcich systémov, a hoci jeho absolútnu hodnotu možno vypočítať pri zohľadnení slávneho Einsteinovho vzťahu E = mC², kde E je energia, m je hmotnosť a C je rýchlosť svetla, je táto skutočnosť v bežných termodynamických úvahách málo použiteľná.

Dôvodom je, že zapojené energie sú také veľké, že akákoľvek ich zmena v dôsledku fyzikálnych alebo chemických procesov je zanedbateľná.

Hromadné zmeny vyplývajúce z týchto prevodov sú teda neuveriteľné, takže Termodynamika sa radšej zaoberá takými energetickými rozdielmi, ktoré sú merateľné a sú vyjadrené v rôznych systémoch jednotiek.

Napríklad jednotkou cgs Systému mechanickej, elektrickej alebo tepelnej energie je Erg. Medzinárodným systémom jednotiek je Joule alebo júl; to anglického systému je Calorie.

The Termodynamika sa riadi štyrmi zákonmi, na základe nulového zákona.

Nulový zákon termodynamiky

Je to najjednoduchší a najzásadnejší zo všetkých štyroch a je to v podstate predpoklad, ktorý hovorí:

„Ak je telo A v tepelnej rovnováhe s telom B a telo C je v rovnováhe s B, potom A a C sú v rovnováhe.“

Prvý zákon termodynamiky

Prvý zákon termodynamiky ustanovuje úsporu energie s predpokladom, že hovorí:

„Energia nie je ani vytvorená, ani zničená, iba sa transformuje.“

Tento zákon je formulovaný tak, že sa hovorí, že pre dané množstvo formy energie, ktorá zmizne, sa objaví iná jej forma v množstve rovnajúcom sa množstvu, ktoré zmizlo.

Považuje sa za cieľ určitého množstva teplo (Q) pridané do systému. Táto suma povedie k a zvýšenie vnútornej energie (ΔE) a tiež to bude mať určitý účinok externá práca (Z) v dôsledku uvedenej absorpcie tepla.

Je držaný prvým zákonom:

ΔE + W = Q

Prvý zákon termodynamiky síce ustanovuje vzťah medzi absorbovaným teplom a prácou vykonávané systémom, nenaznačuje nijaké obmedzenie zdroja tohto tepla alebo v smere k nemu tok.

Podľa prvého zákona nič nebráni tomu, aby sme bez vonkajšej pomoci extrahovali teplo z ľadu na ohrev vody, pričom teplota prvého je nižšia ako teplota druhého.

Ale je to známe Tok tepla má jediný smer od najvyššej po najnižšiu teplotu.