Термодинамика Значение

Какво е термодинамика:

Термодинамиката е клонът на физиката, който изучава връзката между топлината, приложената сила (известна още като работа) и преноса на енергия.

Думата термодинамика идва от гръцките корени θερμο- (термо-), което означава "топлина", и δυναμικός (dynamikós), което от своя страна произтича от δύναμις (dýnamis), което означава "сила" или "сила".

Термодинамичните процеси се определят от три основни закона.

  • Първият закон ни позволява да разберем как се пести енергия.
  • Вторият закон се използва за познаване на условията, необходими за осъществяването на преноса на енергия.
  • Третият закон служи за познаване на поведението на системите в равновесие.

Разбирането на термодинамичните процеси е важно в области като промишленото инженерство, където трябва да се използват големи количества енергия за работа на множество машини.

Законите на термодинамиката също ни позволяват да разберем функционирането на системите в области като биохимия, космология и генетика.

Закони на термодинамиката

В термодинамиката има три закона, които обясняват как работят и се предават топлината и енергията. Ние ги обясняваме подробно по -долу.

Първият закон на термодинамиката

Първият закон се занимава с опазването на енергията: енергията не се създава, нито се унищожава, а само се трансформира. Например:

  1. Слънчевата енергия се трансформира в електрическа за сервизна станция.
  2. Тази електрическа енергия може да се използва за зареждане на батерията на електрическия автомобил.
  3. Електрическият автомобил е в състояние да преобразува натрупаната енергия в изместване.

Следователно енергията винаги е в движение.

Опростената формула ще бъде следната:

Втори закон на термодинамиката

Вторият закон на термодинамиката позволява да се определят две неща:

  • Посоката, в която се осъществява трансферът на енергия.
  • Условията, необходими за обръщане на процеса.

От тук научаваме, че има обратими и необратими процеси.

Например, трапезната сол се смесва с вода спонтанно чрез процес, наречен разреждане. Този процес отделя топлина.

За да се обърне този процес и да се образуват отново солни кристали, трябва да се приложи топлина, която позволява на водата да се изпари и да я отдели от солта. Системата абсорбира топлината.

Опростената формула ще бъде следната:

Трети закон на термодинамиката

Третият закон на термодинамиката съчетава двата предишни закона и ги прилага към системи в абсолютно равновесие. В това състояние има минимален енергиен обмен и максимална степен на разстройство (или ентропия).

Третият закон се прилага за затворени системи. Този тип системи се виждат само в теоретичната физика и химията.

Опростената формула би била следната:

Вижте също Физика.

Видове системи в термодинамиката

За да разберете законите на термодинамиката, първо е важно да знаете типовете съществуващи системи и тяхното поведение.

Всичко около нас се състои от системи и повечето от познатите ни системи обменят енергия. Системите са разделени на три типа: отворени, затворени и изолирани.

  • Отворени системи: те обменят енергия и материя с външната страна (например огън).
  • Затворени системи: те обменят енергия само с външната страна (например мобилен телефон).
  • Изолирани системи: те не обменят материя или енергия (те са само теоретични).

Докато първият и вторият закон на термодинамиката важат за отворени и затворени системи, третият закон се прилага за изолирани системи.

Състояние на системата

Има две фундаментални състояния, в които могат да бъдат намерени системи (независимо от техния тип).

  • Активни системи: Ако има обмен на енергия, се казва, че системата е активна.
  • Системи в покой или в равновесие: ако няма обмен на енергия, се счита, че системата е в покой или в равновесие.

Топлина и топлопренос в термодинамиката

Според физиката топлината е потокът от енергия, който съществува, когато две системи с различни температури влязат в контакт. Топлинното равновесие се достига, когато всички включени системи достигнат еднаква температура.

В термодинамичните системи, ако две от тях са в равновесие с трета система, те също са в равновесие помежду си. Следователно при достигане на равновесие температурата е постоянна.

Тагове:  Технологични Електронни Иновации Изрази-На-Английски Религия И Духовност