Termodinamikos įstatymai

Termodinamika yra fizikos šaka, kurios pagrindu nagrinėjamas abipusis šilumos perkėlimas į judesį ir atvirkščiai. Tai gana platus skyrius, ši taikomojo fizikos dalis yra suskirstyta į keletą skirtingų dalių, kurios apima:

1. Pagrindiniai termodinamikos įstatymai.
2. Fazių perėjimai ir termodinaminiai procesai.
3. Termodinaminiai ciklai ir tt

Tiesą sakant, termodinamikos įstatymai yra ne tik jo poskirsnis, bet ir jo postulatai, pagrindiniai tyrimo fizikos sekcijos pagrindai . Skiriami trys termodinaminiai principai.

Leiskite mums juos išsamiau išnagrinėti.

1. Pirmasis įstatymas arba termodinamikos pradžia. Visų pirma primename, kad energija nuolat keičiasi iš vienos rūšies į kitą. Konvertuojant, priklausomai nuo sąlygų, nuo kinetikos iki potencialo ir atgal, energija iš sistemos neišnyksta. Tačiau nesudėtingas švytuoklės pavyzdys, kuris buvo pagreitintas, kelia abejonių dėl šios teorijos. Būdamas judama, švytuoklis turi kinetinę energiją, kraštutiniuose amplitudės taškuose - potencialu. Teoriškai tokio judėjimo neturėtų būti pabaigos ir krašto, tai yra, būti begalinis. Tačiau praktikoje matome, kad judesiai palaipsniui išnyksta, švytuokis sustoja. Tai yra dėl oro atsparumo, kuris lemia trinties jėgą judėjimo metu. Dėl to energija, kuri turėjo švytuoklės pagreitį, buvo panaudota siekiant įveikti oro kliūtis. Dėl to susidaro šiluma. Remiantis mokslininkų eksperimentais, suspensijos ir aplinkos temperatūra padidėja dėl švytuoklės ir oro medžiagos molekulių chaotiško judesio.

Tiesą sakant, pirmasis termodinamikos įstatymas yra geriau žinomas kaip Energijos išsaugojimo įstatymas. Jo esmė yra ta, kad sistemos energija neišnyksta, bet tik transformuojama iš vieno tipo į kitą ir pereina iš vienos formos į kitą.

Pirmą kartą toks stebėjimas buvo aprašytas XIX a. Viduryje. K. Moromas. Jis pažymėjo, kad energija gali eiti į kitas valstybes: šiluma, elektra, eismas, magnetizmas ir kt. Tačiau įstatymą suformulavo tik 1847 m. Helmholtzas ir XX a. Jam buvo apdovanota pagarsėjusi formulė E = mc2, kurioje taip pat buvo pateiktos A. Einšteino išvados.

2. Antrasis įstatymas arba termodinamikos pradžia. Mokslininkas R. Clausiusas, 1850 m. Sudarytas iš tokio pastebėjimo: vidinis energijos paskirstymas uždaroje sistemoje chaotiškai įvairuoja, taigi naudinga energija mažėja, dėl to padidėja entropija.

3. Trečias įstatymas arba termodinamikos pradžia. Atsižvelgiant į tai, kad šiluma yra netvarkingas ir chaotiškas molekulių judėjimas, galima daryti išvadą, kad sistemos aušinimas sumažina jų variklio aktyvumą. Entropija yra nulis, kai visas chaotiškas molekulių judesys yra visiškai sustabdytas.

Galima apskaičiuoti absoliučią cheminės medžiagos entropijos reikšmę, žinant, kad jo specifinė šiluma yra absoliutaus nulio. V. Nernstas per daugelį ir daugelį tyrimų nustatė, kad visos kristalinės medžiagos turi tokią pačią šilumos galią: esant absoliučiai nuliui, tai yra nulis. Ši išvada yra trečiasis termodinamikos įstatymas. Žinant šį faktą, galima palyginti įvairių medžiagų entropiją su temperatūros pokyčiais.

Taip pat yra vadinamasis nulinis termodinamikos įstatymas , tačiau jis yra toks: šiluma iš šildomos izoliuotos sistemos dalies apima visas jo dalis. Taigi, laikui bėgant, tos pačios sistemos temperatūra yra lygi.

Termodinamikos įstatymai yra pagrindiniai mechanikos mokslo elementai. Dėl skirtingų laikų išvadų, daugumos mašinų išradimas praturtino šiuolaikinį mokslą ir visuomenę.

Termodinamikos principai yra universalūs visoms mechanikos šakoms.