熱力学とは何ですか?これは、巨視的システムの特性の研究を扱う物理学の一分野です。同時に、エネルギー変換の方法とその伝達の方法も研究の対象となります。熱力学は、システムで発生するプロセスとその状態を研究する物理学の一分野です。今日は、彼女が勉強していることのリストに他に何が含まれているのかについて話します。
定義
下の写真では、お湯の水差しを調べたときに得られたサーモグラムの例を見ることができます。
熱力学はに依存する科学です経験的に得られた一般化された事実。熱力学系で発生するプロセスは、巨視的な量を使用して記述されます。それらのリストには、濃度、圧力、温度などのパラメータが含まれています。それらが個々の分子に適用できないことは明らかですが、システムをその一般的な形で説明することになります(たとえば、電気力学で使用される量とは対照的です)。
熱力学は物理学の一分野であり、独自の法律があります。それらは、他のものと同様に、本質的に一般的です。この物質またはその選択された物質の構造の具体的な詳細は、法律の性質に重大な影響を与えることはありません。そのため、この物理学の分野は、科学技術で最も適用可能な(または、むしろうまく適用できる)ものの1つであると彼らは言います。
アプリケーション
例をリストするのに長い時間がかかる場合があります。たとえば、熱力学の法則に基づく多くのソリューションは、熱工学または電力工学の分野で見つけることができます。化学反応、相転移、移動現象の説明と理解について何が言えますか。ある意味で、熱力学は量子力学と「協力」します。それらの接触の球は、ブラックホールの現象の説明です。
法制
上の写真は、熱力学的プロセスの1つである対流の本質を示しています。物質の暖かい層は上がり、冷たい層は下がります。
法律の別名で、ちなみに、例としてはあまり使用されませんが、これが熱力学の始まりです。今日、それらは3つ知られています(さらに1つの「ゼロ」または「共通」)。しかし、それぞれの法則が何を前提としているのかを話す前に、熱力学の法則が何であるかという質問に答えてみましょう。
それらは特定のコレクションを表しますマクロシステムで発生するプロセスを理解するための基礎を形成する仮定。熱力学の法則は、一連の実験全体として経験的に確立され、科学的研究が実施されました。したがって、仮説の正確性について疑いを持たずに、仮説を実行に移すことができるいくつかの証拠があります。
なぜだろうと思う人もいます熱力学にはこれらの法則が必要です。さて、それらを使用する必要があるのは、物理学のこのセクションでは、巨視的パラメータが一般的な用語で記述されており、それらの微視的性質や同じ計画の特徴を考慮するヒントがないためであると言えます。これは熱力学の領域ではなく、より具体的には統計物理学の領域です。もう1つの重要なことは、熱力学の始まりが互いに独立しているという事実です。つまり、2番目の1つは機能しません。
アプリケーション
先に述べたように、熱力学の応用は、多くの方向に行きます。ちなみに、その原理の1つは基礎としてとられており、それはエネルギー保存の法則の形で異なって解釈されます。熱力学的ソリューションと仮定は、エネルギー産業、生物医学、化学などの産業で成功裏に実装されています。生物学的エネルギーでは、エネルギー保存の法則と熱力学的プロセスの確率と方向の法則が広く使用されています。これに加えて、作業全体とその説明の基礎となる3つの最も一般的な概念を使用します。それは熱力学的システム、プロセス、そしてプロセスフェーズです。
プロセス
熱力学のプロセスにはさまざまな程度があります困難。それらの7つがあります。一般に、この場合、プロセスは、システムが以前にもたらされた巨視的状態の変化にすぎないと理解されるべきです。条件付き開始状態と最終結果の違いはごくわずかである可能性があることを理解する必要があります。
差が無限に小さい場合、何が起こったのかプロセスをエレメンタリーと呼ぶこともあります。プロセスについて話し合う場合は、追加の用語について言及する必要があります。その一つが「作業体」です。作動流体は、1つまたは複数の熱プロセスが行われるシステムです。
プロセスは通常、非平衡に分割されますバランスが取れています。したがって、後者の場合、熱力学系が通過しなければならないすべての状態は非平衡です。多くの場合、状態の変化はこのような場合に急速に発生します。しかし、平衡過程は準静的に近いです。それらの変化は桁違いに遅くなります。
で発生する熱プロセス熱力学システムは、可逆的および不可逆的の両方である可能性があります。本質を理解するために、表現の一連のアクションを特定の間隔に分割します。同じ「中間ステーション」を使って反対方向に同じプロセスを実行できる場合、それはリバーシブルと呼ぶことができます。そうしないと、機能しません。