Čo je to termodynamika?Toto je odbor fyziky, ktorý sa zaoberá štúdiom vlastností makroskopických systémov. Súčasne s tým spadajú aj metódy premeny energie a spôsoby jej prenosu. Termodynamika je odvetvie fyziky, ktoré študuje procesy prebiehajúce v systémoch a ich stavoch. Dnes si povieme, čo ďalšie je obsiahnuté v zozname vecí, ktoré študuje.
definícia
Na obrázku nižšie vidíte príklad termogramu získaného pri skúmaní džbánu s horúcou vodou.
Termodynamika je veda, na ktorú sa spoliehazovšeobecnené fakty získané empiricky. Procesy prebiehajúce v termodynamických systémoch sú opísané pomocou makroskopických veličín. Ich zoznam obsahuje parametre ako koncentrácia, tlak, teplota a podobne. Je zrejmé, že nie sú použiteľné pre jednotlivé molekuly, ale redukujú sa na opis systému v jeho všeobecnej podobe (na rozdiel od tých veličín, ktoré sa používajú napríklad v elektrodynamike).
Termodynamika je odvetvie fyziky, ktoré tiež jemá svoje zákony. Rovnako ako ostatní majú všeobecnú povahu. Konkrétne podrobnosti štruktúry tejto alebo tej zvolenej látky nebudú mať významný vplyv na povahu právnych predpisov. Preto hovoria, že toto odvetvie fyziky je jedným z najviac uplatniteľných (alebo skôr úspešne uplatniteľných) vied a technológií.
prihláška
Zoznam príkladov môže trvať dlho.Napríklad veľa riešení založených na termodynamických zákonoch možno nájsť v oblasti tepelnej techniky alebo energetiky. Čo môžeme povedať o popise a porozumení chemických reakcií, fázových prechodov, prenosových javov. Svojím spôsobom termodynamika „spolupracuje“ s kvantovou dynamikou. Sféra ich kontaktu je popisom fenoménu čiernych dier.
Zákony
Obrázok vyššie demonštruje podstatu jedného z termodynamických procesov - konvekcie. Teplé vrstvy hmoty stúpajú, studené klesajú.
Alternatívny názov pre zákony, ktoré, mimochodom,nepoužíva sa častejšie ako príklad, toto je začiatok termodynamiky. Dnes sú známe tri z nich (plus jedna „nula“ alebo „bežné“). Ale predtým, ako hovoríme o tom, čo každý zo zákonov predpokladá, skúsme si odpovedať na otázku, aké sú princípy termodynamiky.
Predstavujú zbierku istýchpostuláty, ktoré tvoria základ pre pochopenie procesov prebiehajúcich v makrosystémoch. Princípy termodynamiky boli stanovené empiricky, keď sa uskutočnila celá séria experimentov a vedeckého výskumu. Existuje teda niekoľko dôkazov, ktoré nám umožňujú uviesť postuláty do prevádzky bez jedinej pochybnosti o ich presnosti.
Niektorí ľudia sa čudujú prečotermodynamika potrebuje práve tieto zákony. Môžeme povedať, že potreba ich použitia je spôsobená skutočnosťou, že v tejto časti fyziky sú makroskopické parametre opísané všeobecne, bez toho, aby bolo potrebné brať ohľad na ich mikroskopickú povahu alebo vlastnosti toho istého plánu. Nejde o sféru termodynamiky, ale o konkrétnejšiu štatistickú fyziku. Ďalšou dôležitou vecou je skutočnosť, že začiatky termodynamiky sú navzájom nezávislé. To znamená, že jedna z druhej nebude fungovať.
prihláška
Aplikácia termodynamiky, ako už bolo uvedené,ide mnohými smermi. Mimochodom, jeden z jeho princípov sa berie ako základ, ktorý sa interpretuje odlišne v podobe zákona o zachovaní energie. Termodynamické riešenia a postuláty sa úspešne implementujú v priemyselných odvetviach ako energetický priemysel, biomedicína a chémia. V biologickej energii sa široko používa zákon zachovania energie a zákon pravdepodobnosti a smeru termodynamického procesu. Spolu s tým využíva tri najbežnejšie koncepty, na ktorých je založená celá práca a jej popis. Je to termodynamický systém, proces a procesná fáza.
Procesy
Procesy termodynamiky majú rôzny stupeňťažkosti. Je ich sedem. Všeobecne by sa v tomto prípade nemal proces chápať ako nič iné ako zmena makroskopického stavu, do ktorého bol systém uvedený skôr. Malo by sa chápať, že rozdiel medzi podmieneným začiatočným stavom a konečným výsledkom môže byť zanedbateľný.
Ak je rozdiel nekonečne malý, čo sa staloproces môžeme pokojne nazvať elementárnym. Ak sa chystáme diskutovať o procesoch, potom sa budeme musieť uchýliť k uvedeniu ďalších podmienok. Jedným z nich je „pracovný orgán“. Pracovná tekutina je systém, v ktorom prebieha jeden alebo niekoľko tepelných procesov.
Procesy sa konvenčne delia na nerovnovážnéa vyvážený. V prípade druhého menovaného sú teda všetky stavy, cez ktoré musí termodynamický systém prechádzať, nerovnovážne. Zmena stavu často nastáva v takýchto prípadoch rýchlym tempom. Ale rovnovážné procesy sú takmer kvázistatické. Zmeny v nich sú rádovo pomalšie.
Tepelné procesy prebiehajúce vtermodynamické systémy môžu byť reverzibilné aj nevratné. Aby sme pochopili podstatu, rozdelíme postupnosť akcií v našej reprezentácii do určitých intervalov. Ak môžeme urobiť rovnaký proces v opačnom smere s rovnakými „medzistanicami“, potom ho možno nazvať reverzibilný. V opačnom prípade to nebude fungovať.
