• Tuesday October 4,2022

Mga Batas ng Thermodynamics

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang mga batas ng thermodynamics, kung ano ang pinagmulan ng mga alituntuning ito at pangunahing mga katangian ng bawat isa.

Ang mga batas ng thermodynamics ay nagsisilbi upang maunawaan ang mga pisikal na batas ng uniberso.
  1. Ano ang mga batas ng thermodynamics?

Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga batas ng thermodynamics o mga prinsipyo ng thermodynamics, tinutukoy namin ang pinaka elementarya na formulasi ng sangay na ito ng pisika, na interesado tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan (mula sa Greek thermos, calor, at dynamos, power, force ) sa dinamikong init at iba pang anyo ng kilalang enerhiya.

Ang mga batas na ito o mga prinsipyo ng thermodynamics ay isang hanay ng mga pormula at equation na naglalarawan sa pag-uugali ng tinatawag na mga thermodynamic system, iyon ay, ng isang bahagi ng uniberso teoretikal na nakahiwalay sa ang pag-aaral at pag-unawa nito, gamit ang mga pangunahing pisikal na dami nito: temperatura, enerhiya at entropy.

Mayroong apat na batas ng thermodynamics, na nakalista mula sa zero hanggang tatlo, at nagsisilbi upang maunawaan ang mga pisikal na batas ng uniberso, pati na rin ang imposibilidad ng ilang mga kababalaghan tulad ng patuloy na paggalaw.

Tingnan din: Prinsipyo ng Pag-iingat ng Enerhiya.

  1. Pinagmulan ng mga batas ng thermodynamics

Ang apat na mga simulain ng thermodynamics ay may iba't ibang mga pinagmulan, at ang ilan ay nabuo mula sa mga nauna . Ang una na naitatag, sa katunayan, ay ang pangalawa, ang gawain ng pisikong Pranses at engineer na si Nicol s Licolson Sadi Carnot noong 1824.

Gayunpaman, noong 1860 ang prinsipyong ito ay muling mai-formulate nina Rudolf Clausius at William Thompson, pagkatapos ay idagdag ang tinatawag nating Unang Batas ng Thermodynamics. Kalaunan ang pangatlo, mas moderno, ay lilitaw, salamat sa mga pag-aaral ni Walther Nernst sa pagitan ng 1906 at 1912, kung kaya't kilala siya bilang postulate ni Nernst.

Sa wakas, ang tawag na ley zero ay lilitaw sa 1930, na iminungkahi ni Guggenheim at Fowler. Dapat sabihin na hindi sa lahat ng lugar ay kinikilala ito bilang isang tunay na batas.

  1. Unang Batas ng Thermodynamics

Ang enerhiya ay hindi malilikha o masira, mababago lamang.

Ang pamagat ng batas na ito ay "Energy Conservation Law", dahil ito ang nagdidikta na, sa anumang pisikal na sistemang nakahiwalay mula sa mga paligid nito, ang kabuuang dami ng enerhiya ay palaging magkapareho, kahit na maaaring mabago ito sa isang anyo ng enerhiya sa iba-iba. O sa madaling salita: "Ang enerhiya ay hindi malilikha o masira, mababago lamang."

Kaya, sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang tiyak na halaga ng init (Q) sa isang pisikal na sistema, ang kabuuang dami ng enerhiya ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng paghahanap ng pagkakaiba sa pagtaas ng panloob na enerhiya (ΔU) kasama ang gawa (W) na isinagawa ng system sa kanyang paligid. O ipinahayag sa isang formula: Q = ΔU + W, o din: :U = Q - W, na nangangahulugang ang pagkakaiba sa pagitan ng enerhiya ng system at ang gawa na ginagawa ay palaging tatanggalin mula sa system bilang enerhiya ng init (init).

Upang maipakita ang batas na ito, isipin natin ang makina ng isang eroplano . Ito ay isang thermodynamic system kung saan pumapasok ang gasolina na kung saan, tumutugon sa oxygen sa hangin at ang spark na nabuo ng pagkasunog, naglalabas ng isang malaking halaga ng init at trabaho. Ang huli ay tiyak na kilusan na nagtulak sa eroplano pasulong. Kaya: kung masusukat natin ang dami ng natupok na gasolina, ang dami ng trabaho (kilusan) at ang dami ng pinalabas na init, maaari nating kalkulahin ang kabuuang enerhiya ng system at tapusin na ang enerhiya sa makina ay nanatiling pare-pareho sa panahon ng paglipad: ni nilikha din ito ni nawasak ang enerhiya, ngunit binago mula sa kemikal na enerhiya hanggang sa caloric energy at kinetic energy (kilusan, iyon ay, gumana).

  1. Pangalawang Batas ng Thermodynamics

Dahil sa sapat na oras, ang lahat ng mga sistema ay kalaunan ay may posibilidad na hindi balanse.

Ang pangalawang prinsipyo na ito, kung minsan ay tinatawag na Batas ng Entropy, ay maaaring malakip sa "ang halaga ng entropy sa uniberso ay may posibilidad na tumaas sa oras . Nangangahulugan ito na ang antas ng karamdaman ng mga system ay nagdaragdag sa sandaling naabot nila ang punto ng balanse, kaya't nabigyan ng sapat na oras, ang lahat ng mga sistema ay kalaunan ay hindi balanse.

Ipinapaliwanag ng batas na ito ang hindi maibabalik na mga pisikal na phenomena, iyon ay, ang katunayan na kapag ang isang papel ay sinunog, hindi ito maibabalik sa orihinal na anyo nito . At bilang karagdagan, ipinakikilala nito ang entropy state function (na kinakatawan bilang S), na sa kaso ng mga pisikal na sistema ay kumakatawan sa antas ng kaguluhan, iyon ay, ang hindi maiiwasang pagkawala. ng enerhiya. Samakatuwid, ang entropy ay naka-link sa antas ng enerhiya na hindi magagamit ng isang system, na nawala sa kapaligiran. Lalo na kung ito ay isang pagbabago mula sa isang estado ng balanse A sa isang estado ng balanse B: ang huli ay magkakaroon ng mas mataas na antas ng entropy kaysa sa una.

Ang pagbabalangkas ng batas na ito ay nagtatatag na ang pagbabago sa entropy (dS) ay palaging magiging katumbas o mas malaki kaysa sa paglipat ng init (Q), na hinati sa temperatura (T) ng system. Iyon ay, iyon dS Q / T.

At upang maunawaan ito ng isang halimbawa, sunugin lamang ang isang tiyak na halaga at pagkatapos ay tipunin ang mga nagreresultang abo. Sa pamamagitan ng pagtimbang sa mga ito, papatunayan namin na mas kaunti ito kaysa sa paunang estado nito. Bakit? Sapagkat ang bahagi ng bagay ay naging hindi mapag-aalinlanganan na mga gas na may posibilidad na magkalat at karamdaman, iyon ay, nawala sa proseso. Iyon ang dahilan kung bakit hindi mababaligtad ang reaksyon na ito.

  1. Pangatlong Batas ng Thermodynamics

Sa pag-abot ng ganap na zero ang mga proseso ng mga pisikal na sistema ay humihinto.

Ang prinsipyong ito ay may kinalaman sa temperatura at paglamig, na nagsasabi na ang entropy ng isang system na dinadala sa ganap na zero ay magiging isang tiyak na pare-pareho . Sa madaling salita:

  • Sa pag-abot ng ganap na zero (0 K), huminto ang mga proseso ng mga pisikal na sistema.
  • Sa pag-abot ng ganap na zero (0 K), ang entropy ay magkakaroon ng pare-pareho ang pinakamababang halaga.

Mahirap maabot ang tinaguriang ganap na zero araw-araw (-273.15 C), na parang magbigay ng isang simpleng halimbawa ng batas na ito. Ngunit maihahambing natin ito sa nangyayari sa aming freezer: ang pagkain na inilalagay namin doon ay magpapalamig nang labis at sa mga temperatura na napapabagal o pinahinto nito ang mga proseso ng biochemical sa loob. Ito ang dahilan na ang agnas nito ay naantala at tumatagal nang mas matagal para sa pagkonsumo nito.

  1. Batas cero ng Thermodynamics

Ang "zero batas" ay ipinahayag nang lohikal na sumusunod: kung A = C at B = C, kung gayon A = B.

Ang ley zero ay kilala ng pangalang iyon sapagkat bagaman ito ang huling tatakbo, itinatatag nito ang mga pangunahing at pangunahing mga utos patungkol sa iba pang tatlo . Ngunit sa katotohanan ang pangalan nito ay Batas ng Thermal Balance. Ang prinsipyong ito ay nagdidikta na: Kung ang dalawang sistema ay nasa thermal equilibrium nang nakapag-iisa sa isang ikatlong sistema, dapat din silang nasa thermal equilibrium sa pagitan nila. Ito ay isang bagay na maipahayag nang lohikal na sumusunod: kung A = C at B = C, kung gayon A = B.

Maglagay lamang, ang batas na ito ay nagbibigay - daan sa amin upang maitaguyod ang prinsipyo ng temperatura, batay sa paghahambing ng thermal energy ng dalawang magkakaibang mga katawan: kung sila ay nasa thermal equilibrium sa pagitan Oo, kung gayon kakailanganin nila ang parehong temperatura. At, samakatuwid, kung ang parehong ay nasa thermal equilibrium na may isang ikatlong sistema, pagkatapos ay makakasama rin nila ang bawat isa.

Araw-araw na mga halimbawa ng batas na ito ay madaling mahanap. Kapag nakarating kami sa malamig o mainit na tubig, mapapansin namin ang pagkakaiba sa temperatura sa isang sandali lamang, dahil ang ating katawan ay pagkatapos ay papasok sa thermal equilibrium kasama ang tubig at hindi namin mapapansin ang pagkakaiba. Nangyayari din ito kapag nagpasok kami ng isang mainit o malamig na silid: mapapansin namin ang temperatura sa una, ngunit pagkatapos ay titigil tayo sa pag-unawa sa pagkakaiba habang papasok tayo sa thermal equilibrium.


Kagiliw-Giliw Na Mga Artikulo

Mesopotamia

Mesopotamia

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang Mesopotamia, ang lokasyon nito, kung bakit mahalaga ito sa Antiquity at ang mga taong naninirahan dito. Sa Mesopotamia ang unang sibilisasyon ng kasaysayan ay umunlad. Ano ang Mesopotamia? Ang Mesopotamia ay isang rehiyon ng West Asia na matatagpuan sa pagitan ng mga ilog Tigris at Euphrates , pati na rin ang nakapalibot na lupain

Habitat at angkop na ekolohiya

Habitat at angkop na ekolohiya

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang tirahan, kung ano ang isang ekolohikal na angkop na lugar, at kung ano ang mga pagkakaiba-iba nito. Bilang karagdagan, ang ilang mga tiyak na halimbawa ng pareho. Sasakyan sa dagat. Ano ang tirahan at angkop na ekolohiya? Ang mga salitang ito ay madalas na ginagamit kapag pinag-uusapan ang mga species ng hayop, na parang magkasingkahulugan

Pagkamalikhain

Pagkamalikhain

Ipinaliwanag namin kung ano ang pagkamalikhain at kung ano ang kahalagahan ng malikhaing pag-iisip. Mga katangian at halimbawa ng pagkamalikhain. Ang pagkamalikhain ay may mahalagang papel sa ebolusyon ng mga species ng tao. Ano ang pagkamalikhain? Ang pagkamalikhain ay ang kakayahan o kakayahan ng tao na mag-imbento o lumikha ng mga bagay , na maaaring maging pisikal na bagay, ideya, representasyon o simpleng mga pantasya

Carbon cycle

Carbon cycle

Ipinaliwanag namin kung ano ang carbon cycle at kung ano ang binubuo ng biogeochemical circuit na ito. Bilang karagdagan, ang kahalagahan ng siklo na ito para sa buhay. Ang carbon cycle ay natuklasan ng mga siyentipiko na Joseph Priestley y Antoine Lavoisier. Ano ang carbon cycle? Ito ay kilala bilang isang carbon cycle, isang biogeochemical circuit para sa pagpapalitan ng bagay (partikular na mga compound na naglalaman ng carbon) sa pagitan ng biosmos, pedosopiya, geosof, hydr Lupa at kapaligiran ng mundo

Mga Liwanag ng Hilagang

Mga Liwanag ng Hilagang

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang aurora borealis, kung paano ito ginawa at kung saan ito makikita. Bilang karagdagan, ang mga hilagang ilaw ng Iceland, Canada at Norway. Ang aurora borealis ay isang kababalaghan na nasa atmospera na nangyayari malapit sa North Pole. Ano ang hilagang ilaw? Ang polar aurora ( aurora polaris ) ay isang hindi pangkaraniwang bagay sa atmospera na nangyayari sa ilang mga rehiyon ng planeta, sa kalangitan ng gabi ng ilang mga taunang panahon

Mga Panukala sa Timbang

Mga Panukala sa Timbang

Ipinaliwanag namin kung ano ang mga sukat ng timbang at kung ano ang mga ito. Bilang karagdagan, iba pang mga hindi gaanong karaniwang mga panukalang timbang. Ang mga sukat ng timbang ay ginagamit upang makalkula ang dami ng bagay sa isang katawan. Ano ang mga sukat ng timbang? Ang mga yunit ng timbang ay tinatawag na mga yunit na nakagawiang ginagamit upang makalkula ang bigat ng isang katawan , iyon ay, ang halaga ng bagay sa loob nito