термодинамика

Этот термин используется для обозначения ряда исследований и экспериментов, которые проводятся в соответствии с законами физики, в которых подробно анализируется баланс земных элементов, а также влияние тепла и энергии на жизнь на планете и материалы, которые составляют его. Из этого были созданы различные машины, которые помогают в производственных процессах. Слово происходит от греческих слов θερμο и δύναμις, которые означают «термос» и «тепло».

термодинамика

Что такое термодинамика

Определение термодинамики указывает на то, что именно наука имеет дело с законами, которые регулируют преобразование тепловой энергии в механическую энергию и наоборот. Он основан на трех фундаментальных принципах и имеет очевидные философские последствия, и, кроме того, они позволяют формулировать понятия, которые являются одними из самых далеко идущих в физике.

В рамках этого используются различные методы исследования и оценки требуемых объектов, такие как экстенсивные и неэкстенсивные величины, всестороннее изучение внутренней энергии, молярного состава или объема, а второй, со своей стороны, исследования давления температура и химический потенциал; Тем не менее, другие величины используются для правдивого анализа.

Что изучает термодинамику

Термодинамика изучает обмен тепловой энергией между системами и механические и химические явления, связанные с такими обменами . В частности, исследованиями занимаются явления, в которых происходит преобразование механической энергии в тепловую энергию или наоборот, явления, которые называются термодинамическими превращениями.

Она считается феноменологической наукой, поскольку фокусируется на макроскопических исследованиях объектов и других. Точно так же он использует другие науки для объяснения явлений, которые он стремится идентифицировать в своих объектах анализа, таких как статистическая механика. Термодинамические системы используют некоторые уравнения, которые помогают смешивать их свойства.

Среди его основных принципов можно найти энергию, которая может передаваться от одного тела к другому посредством тепла. Он применяется во многих областях исследований, таких как машиностроение, а также в сотрудничестве с разработчиками двигателей, изучением фазовых изменений, химических реакций и черных дыр .

«> Загрузка ...

Что такое термодинамическая система

термодинамика

Тело или совокупность тел, на которых происходит термодинамическое преобразование, называется термодинамической системой . Исследование системы осуществляется исходя из состояния, то есть от ее физического состояния в определенный момент. На микроскопическом уровне это состояние может быть описано с помощью координат или тепловых переменных, таких как масса, давление, температура и т. Д., Которые являются полностью измеримыми, но на микроскопическом уровне доли (молекулы, атомы), которые составляют систему и определить набор положений и скоростей этих частиц, от которых в конечном итоге зависят микроскопические свойства.

Кроме того, термодинамическая система - это область пространства, которая подлежит изучению, которая проводится, и которая ограничена поверхностью, которая может быть реальной или воображаемой. Область вне системы, которая взаимодействует с ней, называется системной средой. Термодинамическая система взаимодействует с окружающей средой посредством обмена веществом и энергией.

Поверхность, которая отделяет систему от остального ее контекста, называется стеной, и в соответствии с ее характеристиками они подразделяются на три типа:

Открытая термодинамическая система

Это обмен между энергией и материей.

Закрытая термодинамическая система

Он не обменивается материалом, но он обменивается энергией.

Изолированная термодинамическая система

Он не обменивается веществом или энергией.

Принципы термодинамики

Термодинамика имеет определенные основы, которые определяют основные физические величины, которые представляют термодинамические системы. Эти принципы объясняют, как их поведение находится в определенных условиях и предотвращают возникновение определенных явлений.

Говорят, что тело находится в тепловом равновесии, когда тепло, которое оно воспринимает и излучает, одинаково . В этом случае температура всех ее точек остается и остается постоянной. Парадоксальным случаем теплового равновесия является железо, выставленное на солнце.

Температура этого тела после достижения равновесия остается выше температуры окружающей среды, потому что непрерывный вклад солнечной энергии компенсируется тем, что тело излучает и теряет в результате своей проводимости и конвекции.

Нулевой принцип термодинамики или нулевой закон термодинамики присутствует, когда два тела в контакте имеют одинаковую температуру после достижения теплового равновесия. Легко понять, что самое холодное тело нагревается, а самое теплое охлаждается, и, следовательно, суммарный поток тепла между ними уменьшается с уменьшением их разности температур.

«> Загрузка ...

Первый принцип термодинамики

Первым принципом термодинамики является принцип сохранения энергии (должным образом и согласно теории относительности материи-энергии), согласно которому она не создается и не разрушается, хотя может быть преобразована каким-либо образом. к другому.

Обобщение энергетического принципа позволяет нам утверждать, что изменение внутренней силы системы - это сумма выполненной и переданной работы, логическое утверждение, доказав, что работа и тепло являются способами передачи энергии и что это не так. оно не создает и не разрушает себя.

Под внутренней энергией системы понимается сумма различных энергий и всех составляющих ее частиц, таких как: кинетическая энергия перемещения, вращения и вибрации, энергия сцепления, сцепления и т. Д.

Первый принцип иногда указывался как невозможность существования вечного мотива первого типа, то есть возможности производить работу без потребления энергии любым из способов, которыми она проявляется.

Второй принцип термодинамики

Этот второй принцип касается необратимости физических событий, особенно когда происходит теплообмен.

Большое количество экспериментальных фактов показывает, что преобразования, которые происходят естественным образом, имеют определенный смысл, даже не замечаясь, который самопроизвольно происходит в противоположном направлении.

Второй принцип термодинамики представляет собой обобщение того, что опыт учит о смысле, в котором происходят спонтанные преобразования. Он поддерживает различные формулировки, которые на самом деле эквивалентны. Лорд Кельвин, британский физик и математик, сформулировал это в 1851 году следующим образом: «Невозможно осуществить преобразование, единственным результатом которого является преобразование в работу тепла, извлеченного из одного источника с одинаковой температурой».

Это один из важнейших законов термодинамики в физике; Хотя они могут быть сформулированы разными способами, все они приводят к объяснению концепции необратимости и энтропии. Немецкий физик и математик Рудольф Клаузиус установил неравенство, связанное между температурами произвольного числа тепловых источников и количеством поглощенного ими тепла, выделяемого ими, когда вещество проходит через любой циклический процесс, обратимый или необратимый, обмениваясь теплом с источники.

На гидроэлектростанции электрическая энергия вырабатывается из потенциальной энергии плотины. Указанная мощность преобразуется в кинетическую энергию, когда вода спускается по трубам, и небольшая часть этой кинетической энергии преобразуется в вращательную кинетическую силу турбины, ось которой солидарна с осью индуктора генератора, который генерирует силу мощность.

Первый принцип термодинамики позволяет нам гарантировать, что при переходе от одной формы энергии к другой не было ни увеличения, ни уменьшения начальной мощности, второй принцип говорит нам, что часть этой энергии будет запущена в форме тепла.

Третий принцип термодинамики

Третий закон был разработан химиком Вальтером Нернстом в 1906–1912 годах, поэтому его часто называют теоремой Нернста или постулатом Нернста. Этот третий принцип термодинамики говорит, что энтропия системы абсолютного нуля является определенной константой . Это связано с тем, что в основном состоянии системы с нулевой температурой находится ее энтропия, которая определяется вырождением основного состояния. В 1912 году Нернст установил закон таким образом: «Никакой процедурой невозможно достичь изотермы T = 0 за конечное число шагов».

Термодинамические процессы

термодинамика

В понятии термодинамики процессы - это изменения, происходящие в системе, которые переводят ее из исходного состояния равновесия в состояние конечного равновесия. Они классифицируются в соответствии с переменной, которая оставалась постоянной на протяжении всего процесса.

Процесс может происходить от таяния льда до воспламенения воздушно-бензиновой смеси, чтобы выполнить движение поршней двигателя внутреннего сгорания.

Есть три условия, которые могут варьироваться в термодинамической системе: температура, объем и давление. Термодинамические процессы изучаются в газах, так как жидкости несжимаемы и объем не изменяется. Кроме того, из-за высоких температур жидкости превращаются в газы. В твердых телах термодинамические исследования не проводятся, потому что они несжимаемы и на них нет механической работы.

Типы термодинамических процессов

Эти процессы классифицируются в соответствии с их подходом, чтобы поддерживать постоянную одну из переменных, будь то температура, давление или объем. Кроме того, применяются другие критерии, такие как обмен энергией и изменение всех ее переменных.

Изотермический процесс

Изотермические процессы - это все те, в которых температура системы остается постоянной . Это делается с помощью работы, так что другие переменные (P и V) меняются со временем.

Изобарный процесс

Изобарный процесс - это процесс, при котором давление остается постоянным . Изменение температуры и объема будет определять его развитие. Объем может свободно меняться при изменении температуры.

Изохорные процессы

В изохорных процессах объем остается постоянным . Его также можно рассматривать как те, в которых система не создает никаких заданий (W = 0).

По сути, это физические или химические явления, которые изучаются в любом контейнере, будь то с перемешиванием или нет.

Адиабатический процесс

Адиабатический процесс - это тот термодинамический процесс, при котором не происходит теплообмена от системы наружу или в противоположном направлении. Примерами этого типа процесса являются те, которые могут быть выполнены в термосе для напитка.

«> Загрузка ...

Примеры термодинамических процессов

  • Пример изохорного процесса: объем газа поддерживается постоянным образом. Когда происходит любое изменение температуры, оно будет сопровождаться изменением давления. Как и в случае с паром в скороварке, при нагревании давление увеличивается.
  • Как пример изотермического процесса: температура газа остается постоянной. По мере увеличения объема давление уменьшается . Например, баллон в вакуумной машине увеличивает его объем по мере создания вакуума.
  • В отношении адиабатического процесса: например, сжатие поршня в насосе для накачивания велосипедного колеса или быстрая декомпрессия поршня шприца, предварительно сжатого с заглушенным выходным отверстием.

Рекомендуем

Гражданское строительство
2020
анурия
2020
Muerte
2020