החוק הראשון והשני של תרמודינמיקה

click fraud protection

לפני ששוקל את החוק הראשון והשני של תרמודינמיקה, יש צורך להגדיר מה כוונה במונח "התרמודינאמיקה".במקרה זה, המילה מדברת בעד עצמו: זה קל לקבוע את שני האחרים - "תרמית" ו- "דינמי".כאשר יווני הופך "חום, טמפרטורה" ו- "כוח, תנועה, שינוי."במילים אחרות, תרמודינמיקה היא ענף בפיסיקה שחוקר את התכונות של המרה של חום לצורות אחרות של אנרגיה, ולהיפך.באותו הזמן התנועה התרמית של האובייקטים של מיקרוקוסמוס (אטומים, מולקולות, חלקיקים) אינה כלולה בסעיף האמור ולמד בתחומים אחרים של מדע.תרמודינמיקה עוסקת גם במערכות מאקרו כל, המתאפיינות בנפח, לחץ וכן הלאה.

מדע זה מבוסס על כמה תכונות בסיסיות (אפס, ראשון, החוק השני של תרמודינמיקה), שאומץ בהנחות.הם היו נחושים בניסוי ואושרו על ידי חישובים תיאורטיים.מערכת היחסים ביניהם רק בעקיפין, מאז תחילת התפוקה הישירה של אחד מאחרת לא יכול להתבצע.

ישנם ארבע התחלה - מאפס לשלישי.אנו מציינים את המשמעות של כל אחד.אפס החוק של תרמודינמיקה קובע כי כל מערכת נוטה שיווי משקל תרמודינמי, כך היעלמותה של פעולה חיצונית בסופו של הדבר יש איזון.זה יכול להיות מערכת מבודדת ללא הגבלת זמן.

אחד המפתח - זה החוק הראשון של תרמודינמיקה.זה גובש לראשונה במאה ה -19.למעשה, זה חוק שימור האנרגיה ביחס למה שקורה בתהליכים תרמודינמיים macrosystems.אגב, הוא לעתים קרובות בעזרת הנחה זו נדחתה האפשרות של קיומה של תנועה מתמדת, שכן יש צורך לבצע את העבודה מחוץ למערכת הדיווח, אנרגיה נוספת.לדבריו, בערך מערכת מבודד סגור של אנרגיה תמיד נשאר אותו הדבר.

החוק השני של תרמודינמיקה מוכרת לכל אחד מהילדות.לפי זה, אנרגיית תרמית יכולה להיות מועברת באופן טבעי רק בכיוון אחד - ממחומם יותר לגוף פחות מחומם.לדוגמא, לכן נראה החורף קר בחוץ כמו טמפרטורת הסביבה נמוכה מזה של גוף האדם, מה שגורם להעברת חום.החוק השני של התרמודינמיקה הוא אחד המפורסם ביותר.אחת התוצאות שלו מצביע על כך שהאנרגיה הפנימית של כל המערכת לא ניתן להמיר באופן מלא בעבודה שימושית.מעניין לציין, שלא ניתן להוכיח את החוק השני של תרמודינמיקה מתמטית.על ידי הגדרת המערך של ניסויים נגזר חוק זה, לאחר מכן אימץ כאקסיומה.

שהוא אחד ההיבטים המאפיינים את החוק השני של תרמודינמיקה?אנטרופיה!המונח מיוונית פירושו "שינוי".אנטרופיה היא אופיינית לכל מערכת התרמודינמית והיא פונקציה של המצב.באופן כללי ניתן להניח כי האנטרופיה עולה מחויבת לכל הפרעה במערכת.ר 'קלאוזיוס, שהציע את הטווח לתהליכים תרמודינמיים, כהסבר ציטט את הדוגמא של המים הקפואים: הווה המים במצב הנוזלי בגבול של אפס מעלות צלזיוס.זה שווה את זה כדי לדווח על חלק מהאנרגיה החיצונית, מספיק לחוסר איזון, הנוזל הופך למצב מוצק (קרח).במקביל, בשל שינויים פנימיים במבנה של האנרגיה משתחרר.במקרה זה הוא תהליך הפיך.בהתאם לכך, הווריאציה של אנטרופיה היא היחס בין הכמות הכוללת של אנרגיית תרמית לערך הטמפרטורה המוחלטת.אחת התוצאות עולה כי במערכות סגורות ללא כל עליות אנטרופיה ההשפעה חיצוניות.