Termodinamik Kanunları

NS Termodinamik sorumlu olduğu Fizik Dalıdır. Enerji Transferi olaylarını belirlemek ve ölçmek, Isı ve Mekanik İşleri kapsayan.

Enerji

Doğanın en temel tezahürlerinden biri, tüm değişim ve dönüşümlere eşlik eden enerjidir. Böylece, bir taşın düşmesi, bir bilardo topunun hareketi, kömürün yanması veya büyümesi gibi çok çeşitli fenomenler vardır. ve canlı varlıkların karmaşık mekanizmalarının reaksiyonları, tümü, bir miktar emilimi, emisyonu ve yeniden dağıtımını içerir. Enerji.

Enerjinin ortaya çıktığı ve diğerlerinin yöneldiği en yaygın biçim, Sıcak. Yanında meydana gelir Mekanik enerji herhangi bir mekanizmanın hareketinde.

Elektrik Enerjisi, bir akım bir iletkeni ısıttığında veya mekanik veya kimyasal iş yapabildiğinde. Genel olarak görünür ışığa ve radyasyona özgü ışıma enerjisi; ve son olarak, tüm maddelerde depolanan ve dönüşüm gerçekleştirdikleri zaman ortaya çıkan Kimyasal Enerji.

İlk bakışta farklı ve çeşitli oldukları varsayılabilir, ancak bunlar birbirleriyle yakından bağlantılıdır ve belirli koşullar altında birinden diğerine bir dönüşüm gerçekleşir.

Bu termodinamik meselesi Sistemlerde yer alan bu tür karşılıklı ilişkileri incelemek ve tüm doğal fenomenlere uygulanabilir yasaları titizlikle yerine getirilir. Az sayıda molekül içeren mikroskobik olanlar yerine çok sayıda molekül içeren makroskopik sistemlerin davranışına dayanırlar. onlar.

olduğu Sistemlere Termodinamik Kanunları, onlara telefon edildi Termodinamik Sistemler.

Termodinamik dönüşüm süresini dikkate almaz. ilgi alanınız İlk ve Son durumlara odaklanır Böyle bir değişikliğin meydana gelme hızı hakkında herhangi bir merak göstermeden bir Sistemin

Belirli bir Sistemin Enerjisi Kinetik, Potansiyel veya aynı anda her ikisidir. NS Kinetik enerji bu hareketi nedeniyleiyi olmak moleküler veya bir bütün olarak vücudun.

Diğer yandan, Potansiyel bu tür bir enerji mi bir sistem, konumu nedeniyle sahip olduğu, yani diğer cisimlere göre yapısı veya konfigürasyonu ile.

Herhangi bir sistemin toplam Enerji içeriği, öncekilerin toplamıdır ve mutlak değeri ünlü Einstein ilişkisi dikkate alınarak hesaplanabilmesine rağmen E = mC²E'nin Enerji, m'nin kütle ve C'nin Işık hızı olduğu yerde, bu gerçek, sıradan termodinamik mülahazalarda pek işe yaramaz.

Bunun nedeni, ilgili Enerjilerin o kadar büyük olmasıdır ki, fiziksel veya kimyasal süreçlerin bir sonucu olarak onlarda herhangi bir değişiklik göz ardı edilebilir.

Bu nedenle, bu transferlerden kaynaklanan kütle değişimleri ölçülemez, bu nedenle Termodinamik, ölçülebilir olan bu tür Enerji farklılıklarıyla uğraşmayı tercih eder. ve çeşitli birim sistemlerinde ifade edilir.

Örneğin, cgs Mekanik, Elektrik veya Termal Enerji Sisteminin birimi Erg'dir. Uluslararası Birimler Sistemininki Joule veya Temmuz'dur; İngiliz Sistemininki Kaloridir.

NS Termodinamik dört Kanun tarafından yönetilir, Sıfır Yasasına göre.

Termodinamiğin sıfır yasası

Dördünün en basit ve en temel olanıdır ve temelde şunu söyleyen bir öncüldür:

"Eğer bir A cismi B cismi ile Termal Dengedeyse ve C cismi B ile sırayla Dengedeyse, o zaman A ve C Dengededir."

Termodinamiğin Birinci Yasası

Termodinamiğin Birinci Yasası, Enerjinin Korunumu'nu şu öncül ile kurar:

"Enerji ne yaratılır ne de yok edilir, sadece dönüşür."

Bu yasa, yok olan bir Enerji formunun belirli bir miktarı için, kaybolan miktara eşit miktarda başka bir formunun ortaya çıkacağını söyleyerek formüle edilmiştir.

Belirli bir miktarın varış noktası olarak kabul edilir. sisteme eklenen ısı (Q). Bu miktar, bir iç enerjide artış (ΔE) ve ayrıca belirli etkileyecek harici çalışma (W) söz konusu ısı absorpsiyonunun bir sonucu olarak.

Birinci Kanun tarafından düzenlenir:

AE + W = Q

Termodinamiğin Birinci Yasası, emilen ısı ve iş arasındaki ilişkiyi kurmasına rağmen bir sistem tarafından gerçekleştirilen, bu ısının Kaynağında veya onun yönünde herhangi bir kısıtlamayı göstermez. akış.

Birinci Yasaya göre, suyu ısıtmak için dışarıdan bir yardım olmaksızın buzdan ısı çıkarmamızı hiçbir şey engelleyemez, birincisinin sıcaklığı ikincisinin sıcaklığından daha düşüktür.

Ama biliniyor ki Isı akışı, en yüksek sıcaklıktan en düşük sıcaklığa doğru olan tek yöne sahiptir.

Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamiğin İkinci Yasası, Birinci Yasanın tutarsızlıklarını ele alır ve aşağıdaki önermeyi taşır:

"Isı, içerdiği sistemlerde veya çevrelerinde kalıcı değişiklikler üretmeden İş'e dönüştürülemez."

Entropi, Termodinamiğin İkinci Yasasını tanımlayan fiziksel niceliktir ve Başlangıç ​​ve Son durumlara bağlıdır:

ΔS = S₂ - S₁

Tüm sürecin Entropisi de şu şekilde verilir:

ΔS = q_r/ T

q olmak_r tersinir bir izotermal işlemin ısısı ve T Sabit Sıcaklık.

Termodinamiğin Üçüncü Yasası

Bu Yasa, Mutlak Sıfır Sıcaklıkta saf Kristal maddelerin Entropisini ele alır ve öncülü şudur:

"Tüm Saf Kristal Katıların entropisi, Mutlak Sıfır Sıcaklığında sıfır olarak kabul edilmelidir."

Bu geçerlidir, çünkü deneysel kanıtlar ve teorik argümanlar, aşırı soğutulmuş çözeltilerin veya sıvıların entropisinin 0K'da sıfır olmadığını gösterir.

Termodinamiğin Uygulama Örnekleri

Ev tipi buzdolapları

Buz Fabrikaları

İçten yanmalı motorlar

Sıcak içecekler için termal kaplar

Düdüklü tencereler

su ısıtıcıları

Kömür yakma ile çalışan demiryolları

Metal eritme fırınları

Homeostaziyi Arayan İnsan Vücudu

Kışın giyilen giysiler vücudu sıcak tutar.