Termodinamica este o ramură a fizicii, în interiorul căreiase studiază transformarea reciprocă a căldurii în mișcare și invers. Fiind o secțiune destul de extinsă, această parte a fizicii aplicate este împărțită în mai multe subsecțiuni diferite, care includ:
- Legile fundamentale ale termodinamicii.
- Tranziții de faze și procese termodinamice.
- Cicluri termodinamice etc.
De fapt, legile termodinamicii nu sunt doar subsecțiunea ei, ci și postulatele, baza care stă la baza secțiunii de fizică studiate. În total, se disting trei principii termodinamice.
Luați în considerare în detaliu.
1. Prima lege sau începutul termodinamicii.În primul rând, să ne amintim că energia se schimbă constant de la un tip la altul. Transformând, în funcție de condiții, de la cinetică la potențial și invers, energia nu părăsește sistemul. Cu toate acestea, un exemplu necomplicat de pendul care a fost accelerat pune la îndoială această teorie. În timp ce este în mișcare, pendulul are energie cinetică și energie potențială în punctele extreme ale amplitudinii. Teoretic, o astfel de mișcare nu ar trebui să aibă un capăt și o margine, adică ar trebui să fie nesfârșită. În practică, vedem că mișcările se estompează treptat, pendulul își oprește cursul. Acest lucru se întâmplă datorită rezistenței la aer, care determină forța de frecare în timpul mișcării. Drept urmare, energia care trebuia să dea accelerația pendulului este cheltuită pentru depășirea obstacolului aerian. Drept urmare, se generează căldură. Conform experimentelor oamenilor de știință, temperatura suspensiei și a mediului crește datorită mișcării haotice a moleculelor substanței pendulului și a aerului.
De fapt, prima lege a termodinamicii este mai cunoscută sub numele de Legea conservării energiei. Esența sa este că energia din sistem nu dispare, ci doar se transformă de la un tip la altul și trece de la o formă la alta.
Această observație a fost descrisă pentru prima dată înmijlocul secolului al XIX-lea. K. Mai mult. El a menționat că energia poate trece în alte stări: căldură, electricitate, mișcare, magnetism etc. Totuși, Legea a fost formulată abia în 1847 de Helmholtz, iar în secolul XX. i s-a atribuit binecunoscuta formulă E = mc2, care a inclus și concluziile lui A. Einstein.
2. A doua lege sau începutul termodinamicii.Format în 1850 de omul de știință R. Clausius, constă în următoarea observație: distribuția internă a energiei într-un sistem închis se schimbă haotic, astfel încât energia utilă să scadă, ca urmare a creșterii entropiei.
3. A treia lege sau începutul termodinamicii.Având în vedere ideea că căldura este o mișcare dezordonată și haotică a moleculelor, putem concluziona că răcirea sistemului implică o scădere a activității lor motorii. Entropia este egală cu zero în cazul în care orice mișcare haotică a moleculelor este complet oprită.
Valoarea absolută a entropiei unei substanțe poate ficalculați, cunoscându-și capacitatea de căldură la zero absolut. V. Nernst, prin studii lungi și numeroase, a constatat că toate substanțele cristaline au aceeași capacitate de căldură: la zero absolut și este egală cu zero. Această concluzie reprezintă a treia lege a termodinamicii. Cunoscând acest fapt, este posibil să se compare entropia diferitelor materiale cu schimbările de temperatură.
Există și așa-numitele legea zero a termodinamicii, sAcesta constă în următoarele: căldura din partea încălzită a sistemului izolat se răspândește la toate elementele sale. Astfel, în timp, temperatura dintr-un singur sistem se scade.
Legile termodinamicii sunt elementele de bază ale științei mecanicii. Datorită concluziilor făcute în momente diferite, știința modernă și societatea s-au îmbogățit prin invenția majorității mașinilor.
Legile termodinamicii sunt universale pentru toate ramurile mecanicii.
