Apakah itu termodinamik? Ini adalah cabang fizik yang berkaitan dengan kajian sifat-sifat sistem makroskopik. Pada masa yang sama, kaedah menukar tenaga dan kaedah pemindahannya juga termasuk dalam kajian. Termodinamik ialah cabang fizik yang mengkaji proses yang berlaku dalam sistem dan keadaannya. Kita akan bercakap tentang perkara lain yang terdapat dalam senarai perkara yang dia pelajari.
Definisi
Dalam gambar di bawah anda boleh melihat contoh termogram yang diperoleh semasa mengkaji jag air panas.
Termodinamik ialah sains yang bergantung pada fakta umum yang diperolehi secara empirik. Proses yang berlaku dalam sistem termodinamik diterangkan menggunakan kuantiti makroskopik. Senarai mereka termasuk parameter seperti kepekatan, tekanan, suhu, dan sebagainya. Jelas sekali bahawa ia tidak boleh digunakan untuk molekul individu, tetapi dikurangkan kepada perihalan sistem dalam bentuk amnya (berbeza dengan kuantiti yang digunakan dalam elektrodinamik, contohnya).
Termodinamik ialah cabang fizik yang juga mempunyai undang-undang tersendiri. Mereka, seperti yang lain, adalah bersifat umum. Butiran khusus struktur aapa-apa bahan lain yang telah kami pilih tidak akan mempunyai kesan yang ketara ke atas sifat undang-undang. Itulah sebabnya mereka mengatakan bahawa cabang fizik ini adalah salah satu yang paling sesuai (atau lebih tepat, berjaya digunakan) dalam sains dan teknologi.
Permohonan
Senarai contoh boleh jadi sangat panjang. Sebagai contoh, banyak penyelesaian berdasarkan undang-undang termodinamik boleh didapati dalam bidang kejuruteraan haba atau industri kuasa elektrik. Tidak perlu dikatakan tentang perihalan dan pemahaman tindak balas kimia, peralihan fasa, fenomena pemindahan. Dalam satu cara, termodinamik "bekerjasama" dengan dinamik kuantum. Sfera sentuhan mereka ialah penerangan tentang fenomena lohong hitam.
Undang-undang
Gambar di atas menunjukkan intipati salah satu proses termodinamik - perolakan. Lapisan bahan hangat naik, lapisan sejuk jatuh.
Nama alternatif untuk undang-undang, yang, secara kebetulan, digunakan lebih kerap daripada tidak, adalah permulaan termodinamik. Sehingga kini, terdapat tiga daripadanya (ditambah satu "sifar", atau "umum"). Tetapi sebelum bercakap tentang maksud setiap undang-undang, mari cuba jawab soalan tentang apakah prinsip termodinamik.
Ia adalah satu set postulat tertentu yang membentuk asas untuk memahami proses yang berlaku dalam makrosistem. Peruntukan prinsip termodinamik telah diwujudkan secara empirikal sebagai keseluruhan siri eksperimen dan penyelidikan saintifik telah dijalankan. Oleh itu, terdapat beberapa buktimembolehkan kami menerima pakai postulat tanpa sebarang keraguan tentang ketepatannya.
Sesetengah orang tertanya-tanya mengapa termodinamik memerlukan undang-undang ini. Nah, kita boleh mengatakan bahawa keperluan untuk menggunakannya adalah disebabkan oleh fakta bahawa dalam bahagian fizik ini, parameter makroskopik diterangkan secara umum, tanpa sebarang tanda pertimbangan sifat mikroskopik atau ciri pelan yang sama. Ini bukan bidang termodinamik, tetapi fizik statistik, untuk lebih spesifik. Satu lagi perkara penting ialah hakikat bahawa prinsip termodinamik adalah bebas antara satu sama lain. Iaitu, satu daripada yang kedua tidak akan berfungsi.
Permohonan
Aplikasi termodinamik, seperti yang dinyatakan sebelum ini, berlaku dalam pelbagai arah. Dengan cara ini, salah satu prinsipnya diambil sebagai asas, yang ditafsirkan secara berbeza dalam bentuk undang-undang pemuliharaan tenaga. Penyelesaian dan postulat termodinamik sedang berjaya dilaksanakan dalam industri seperti industri tenaga, bioperubatan, dan kimia. Di sini dalam tenaga biologi, undang-undang pemuliharaan tenaga dan undang-undang kebarangkalian dan arah proses termodinamik digunakan secara meluas. Bersama-sama dengan ini, tiga konsep yang paling biasa digunakan di sana, di mana keseluruhan kerja dan penerangannya berdasarkan. Ini ialah sistem termodinamik, proses dan fasa proses.
Proses
Proses dalam termodinamik mempunyai tahap kerumitan yang berbeza-beza. Terdapat tujuh daripadanya. Secara umum, proses dalam kes ini harus difahami sebagai tidak lebih daripada perubahan dalam keadaan makroskopik, dalamyang sistem telah diberikan sebelum ini. Perlu difahami bahawa perbezaan antara keadaan awal bersyarat dan hasil akhir boleh diabaikan.
Jika perbezaannya sangat kecil, maka kita boleh memanggil proses yang telah berlaku sebagai asas. Jika kita membincangkan proses, kita perlu menggunakan istilah tambahan. Salah satunya ialah "badan yang bekerja". Bendalir kerja ialah sistem di mana satu atau beberapa proses haba berlaku.
Proses secara konvensional dibahagikan kepada bukan keseimbangan dan keseimbangan. Dalam kes yang terakhir, semua keadaan yang perlu dilalui oleh sistem termodinamik adalah, masing-masing, tiada keseimbangan. Selalunya, perubahan dalam keadaan berlaku dalam kes sedemikian pada kadar yang pantas. Tetapi proses keseimbangan adalah hampir dengan proses kuasi statik. Di dalamnya, perubahan adalah susunan magnitud yang lebih perlahan.
Proses terma yang berlaku dalam sistem termodinamik boleh boleh diterbalikkan dan tidak boleh diterbalikkan. Untuk memahami intipati, mari kita bahagikan urutan tindakan ke dalam selang tertentu dalam perwakilan kita. Jika kita boleh melakukan proses yang sama secara terbalik dengan "stesen laluan" yang sama, maka ia boleh dipanggil boleh balik. Jika tidak, ia tidak akan berfungsi.
