Закони термодинамике

Тхе Термодинамика је Огранак физике за који је задужен утврдити и измерити појаве преноса енергије, укључујући топлотни и механички рад.

Енергија

Једна од најтемељнијих манифестација природе је енергија која прати све промене и трансформације. Дакле, тако разнолики феномени као пад камена, кретање билијар лопте, сагоревање угља или раст и реакције сложених механизама живих бића, све обухватају одређену апсорпцију, емисију и прерасподелу Енергија.

Најчешћи облик у којем се енергија појављује и према којем други теже је Вруће. Поред њега се јавља Механичка енергија у покрету било ког механизма.

Електрична енергија када струја загрева проводник или је способна за механички или хемијски рад. Зрачна енергија својствена видљивој светлости и зрачењу уопште; и на крају Хемијска енергија ускладиштена у свим супстанцама, која се открива када изврше трансформацију.

Колико год на први поглед могли да се претпостављају да су различити и разнолики, они су уско повезани једни с другима и под одређеним условима долази до конверзије из једног у други.

То је ствар термодинамике проучавају такве међусобне односе који се одвијају у системима и њихови закони који су применљиви на све природне појаве строго се испуњавају пошто Заснивају се на понашању макроскопских система, односно са великим бројем молекула уместо микроскопских који садрже смањени број они.

Системима где Закони термодинамике, они се зову Термодинамички системи.

Термодинамика не узима у обзир време трансформације. Твој интерес фокусира се на почетно и завршно стање система без показивања било какве радозналости о брзини којом се таква промена дешава.

Енергија датог система је истовремено кинетичка, потенцијална или обоје. Тхе Кинетичке енергије То је због свог кретањапа добро молекуларне или тела у целини.

С друге стране, Потенцијално да ли је та врста енергије која систем поседује на основу свог положаја, односно због своје структуре или конфигурације у односу на друга тела.

Укупан енергетски садржај било ког система збир је претходних и иако се његова апсолутна вредност може израчунати узимајући у обзир чувену Ајнштајнову релацију Е = мЦ², где је Е енергија, м маса, а Ц брзина светлости, ова чињеница је од мале користи у уобичајеним термодинамичким разматрањима.

Разлог је тај што су енергије укључене толико велике да је свака промена у њима као резултат физичких или хемијских процеса занемарљива.

Стога су масовне промене које произилазе из тих трансфера невероватне, због чега Термодинамика више воли да се носи са оним енергетским разликама које су мерљиве а изражени су у различитим системима јединица.

На пример, јединица система за механичку, електричну или топлотну енергију цгс је Ерг. Тај међународни систем јединица је џул или јул; оно енглеског система је Калорија.

Тхе Термодинамиком управљају четири закона, на основу Нултог закона.

Нулти закон термодинамике

То је најједноставнија и најосновнија од четири, и у основи је премиса која каже:

„Ако је тело А у топлотној равнотежи са телом Б, а тело Ц је у равнотежи заузврат са Б, онда су А и Ц у равнотежи.

Први закон термодинамике

Први закон термодинамике успоставља очување енергије са претпоставком да каже:

„Енергија се не ствара нити уништава, она се само трансформише.

Овај закон је формулисан тако што се каже да ће се за дату количину облика енергије која нестане појавити други облик у количини која је једнака количини која је нестала.

Сматра се одредиштем одређене количине топлота (К) додата у систем. Из овог износа настаће а пораст унутрашње енергије (ΔЕ) а то ће такође утицати на одређене спољни рад (В) као последица поменутог упијања топлоте.

Држи га Први закон:

ΔЕ + В = К

Иако Први закон термодинамике успоставља везу између апсорбоване топлоте и рада које изводи систем, не указује на било каква ограничења на извору ове топлоте или у његовом смеру проток.

Према Првом закону, ништа не спречава да без спољне помоћи извлачимо топлоту из леда за загревање воде, температура првог је нижа од температуре другог.

Али познато је да Проток топлоте има једини смер од највише до најниже температуре.

Други закон термодинамике

Други закон термодинамике односи се на недоследности Првог закона и износи следећу премису:

„Топлота се не трансформише у рад без трајних промена у системима који су укључени или у њиховој близини.“

Ентропија је физичка величина која дефинише Други закон термодинамике, а зависи од почетног и завршног стања:

ΔС = С₂ - С.₁

Ентропија целог процеса такође је дата:

ΔС = к_р/ Т

Бити к_р топлота реверзибилног изотермичког процеса и Т константна температура.

Трећи закон термодинамике

Овај закон се бави Ентропијом чистих кристалних супстанци на апсолутној нултој температури, а његова премиса је:

„Ентропија свих чистих кристалних чврстих тела мора се сматрати нулом на апсолутној нултој температури.“

Ово важи јер експериментални докази и теоријски аргументи показују да ентропија прехлађених раствора или течности није нула при 0К.

Примери примене термодинамике

Домаћи фрижидери

Фабрике леда

Мотори са унутрашњим сагоревањем

Термални контејнери за топле напитке

Шпорети под притиском

Котлови

Железнице на погон угљем

Пећи за топљење метала

Људско тело у потрази за хомеостазом

Одећа која се носи зими одржава тело топлим