Mi a termodinamika?Ez a fizika olyan ága, amely a makroszkopikus rendszerek tulajdonságainak tanulmányozásával foglalkozik. Ugyanakkor az energiaátalakítás és az átadásának módszerei is a vizsgálat alá tartoznak. A termodinamika a fizika olyan ága, amely a rendszerekben előforduló folyamatokat és azok állapotát vizsgálja. Ma arról fogunk beszélni, hogy mi szerepel még az általa tanulmányozott dolgok listájában.
meghatározás
Az alábbi képen láthatunk egy példát egy termogramra, amelyet forró vízkancsó vizsgálata során kapunk.
A termodinamika olyan tudomány, amelyre támaszkodikempirikusan megszerzett általánosított tények. A termodinamikai rendszerekben előforduló folyamatokat makroszkopikus mennyiségek felhasználásával írják le. Listájuk olyan paramétereket tartalmaz, mint a koncentráció, a nyomás, a hőmérséklet és hasonlók. Nyilvánvaló, hogy ezek nem alkalmazhatók az egyes molekulákra, de csupán a rendszer általános formájában történő leírására szorítkoznak (szemben azokkal a mennyiségekkel, amelyeket például az elektrodinamikában használnak).
A termodinamika a fizika egyik ága, amely szinténsaját törvényei vannak. Ők, a többihez hasonlóan, általános természetűek. Ennek vagy annak a kiválasztott anyagnak a felépítésével kapcsolatos konkrét részletek nem lesznek jelentős hatással a törvények jellegére. Ezért mondják, hogy a fizika ezen ága a tudományban és a technológiában az egyik leginkább alkalmazható (vagy inkább sikeresen alkalmazható).
kérelem
A példák felsorolása hosszú időt vehet igénybe.Például számos, termodinamikai törvényeken alapuló megoldás megtalálható a hőtechnika vagy az energetika területén. Mit mondhatunk a kémiai reakciók, fázisátalakulások, transzferjelenségek leírásáról és megértéséről. A termodinamika bizonyos értelemben „együttműködik” a kvantumdinamikával. Érintkezésük szférája a fekete lyukak jelenségének leírása.
Törvények
A fenti kép bemutatja az egyik termodinamikai folyamat lényegét - a konvekciót. Meleg anyagrétegek emelkednek, hidegrétegek lemennek.
A törvények alternatív neve, amelyek egyébkéntnem gyakran példaként használva, ez a termodinamika kezdete. Ma három ismert közülük (plusz egy „nulla” vagy „közös”). Mielőtt azonban arról beszélnénk, hogy az egyes törvények mit feltételeznek, próbáljuk meg megválaszolni azt a kérdést, hogy mik a termodinamika alapelvei.
Bizonyos gyűjteményt képviselnekposztulációk, amelyek megalapozzák a makroszisztémákban előforduló folyamatok megértését. A termodinamika alapelveit empirikusan hozták létre, miközben kísérletek és tudományos kutatások egész sorát hajtották végre. Így van néhány bizonyíték, amely lehetővé teszi számunkra, hogy a posztulátumokat használatba vegyük anélkül, hogy egyetlen kétség merülne fel azok pontosságával kapcsolatban.
Néhány ember kíváncsi, miérta termodinamikának éppen ezekre a törvényekre van szüksége. Nos, elmondhatjuk, hogy használatuk szükségessége annak a ténynek köszönhető, hogy a fizika ebben a szakaszában a makroszkopikus paramétereket általános leírással írják le, anélkül, hogy bármilyen utalást vennénk a mikroszkopikus jellegükre vagy ugyanazon terv jellemzőire. Pontosabban ez nem a termodinamika, hanem a statisztikai fizika szférája. Egy másik fontos dolog az a tény, hogy a termodinamika kezdetei függetlenek egymástól. Vagyis a második egyik nem fog működni.
kérelem
A termodinamika alkalmazása, amint azt korábban említettük,sokfelé megy. Egyébként egyik alapelvét veszik alapul, amelyet az energiamegmaradás törvényének formájában másként értelmeznek. A termodinamikai megoldásokat és posztulátumokat sikeresen alkalmazzák olyan iparágakban, mint az energiaipar, a biomedicina és a kémia. A biológiai energiában az energia megmaradásának törvényét, valamint a termodinamikai folyamat valószínűségének és irányának törvényét széles körben használják. Ezzel együtt a három leggyakoribb fogalmat használja, amelyeken az egész mű és annak leírása alapul. Ez egy termodinamikai rendszer, egy folyamat és egy folyamatfázis.
Folyamatok
A termodinamikában zajló folyamatok különböző mértékűeknehézségek. Hét van belőlük. Általában ebben az esetben egy folyamatot nem kell másként érteni, mint annak a makroszkopikus állapotnak a változását, amelybe a rendszert korábban elhozták. Meg kell érteni, hogy a feltételes kezdési állapot és a végeredmény közötti különbség elhanyagolható lehet.
Ha a különbség végtelenül kicsi, akkor mi történtjól nevezhetjük a folyamatot elemi. Ha folyamatokat akarunk megvitatni, akkor további kifejezések megemlítéséhez kell folyamodnunk. Az egyik a „dolgozó test”. A munkaközeg olyan rendszer, amelyben egy vagy több termikus folyamat zajlik le.
A folyamatokat hagyományosan nem egyensúlyi állapotokra osztjákés kiegyensúlyozott. Ez utóbbi esetében az összes állapot, amelyen keresztül a termodinamikai rendszernek át kell haladnia, ennek megfelelően nincs egyensúlyban. Gyakran az államváltás ilyen esetekben gyors ütemben történik. De az egyensúlyi folyamatok közel vannak a kvázistatikushoz. A bennük bekövetkező változások nagyságrenddel lassabbak.
Ben előforduló hőfolyamatoka termodinamikai rendszerek lehetnek reverzibilisek és visszafordíthatatlanok is. A lényeg megértése érdekében bizonyos intervallumokra bontjuk az ábrázolásunkban szereplő cselekvések sorrendjét. Ha ugyanazt a folyamatot ellenkező irányban tudjuk megtenni ugyanazokkal a „köztes állomásokkal”, akkor visszafordíthatónak nevezhetjük. Ellenkező esetben nem fog működni.
