• Tuesday January 18,2022

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

Kulturang Mayan

Kulturang Mayan

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang kultura ng Mayan, ang lokasyon nito, kasaysayan, ekonomiya at iba pang mga katangian. Bilang karagdagan, kung ano ang naiwan ng arkitektura nito. Nabuo ang kulturang Maya sa Mesoamerica higit sa 18 siglo. Ano ang kultura ng Mayan? Kilala ito bilang kultura ng Mayan o sibilisasyong Mayan sa lahat ng pre-Columbian na mamamayan na naghari sa Mesoamerica sa 18 siglo , mula noong panahon ng Preclassic (2000 BC - 250 AD) ng kontinente

Transistor

Transistor

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang isang transistor, ang pinagmulan nito at kung paano ito gumagana. Bilang karagdagan, ang mga uri ng transistor at ang kanilang mga integrated circuit. Ang mga transistor ay nagmula sa pangangailangan na kontrolin ang daloy ng kasalukuyang daloy. Ano ang isang transistor

Phosphorus cycle

Phosphorus cycle

Ipinaliwanag namin kung ano ang pag-ikot ng posporus, ang mga yugto at kahalagahan nito sa buhay. Bilang karagdagan, kung saan binago ang siklo na ito. Ang Phosphorus ay kumakalat sa pamamagitan ng mga ekosistema sa pamamagitan ng mga buhay na bagay at iba pang mga kadahilanan. Ano ang pag-ikot ng posporus

Chromatic Circle

Chromatic Circle

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang chromatic circle at kung paano kinakatawan ang mga kulay nito. Bilang karagdagan, ang natural na chromatic circle at ang mga modelo nito. Ang mga Chromatic na bilog ay kinakatawan sa isang gradient ng mga kulay. Ano ang chromatic circle? Kilala ito bilang ` ` chromatic circle '' o ` ` color test '' sa graphic, maayos at pabilog na representasyon ng mga kulay na nakikita ng mata ng tao ayon sa ang kulay o tono nito, na madalas na nakikilala sa pagitan ng mga pangunahing kulay at kanilang derivatives

Mekanikal sa Physics

Mekanikal sa Physics

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang mekaniko sa pisika at ang mga interes kung saan nakatuon ang kanyang pag-aaral. Bilang karagdagan, kung paano maiuri ang disiplina na ito. Pag-aralan ng mekaniko ang paggalaw, pahinga at ebolusyon ng mga katawan. Ano ang mekaniko? Sa pisika, kilala ito bilang ` ` mechanical '' sa pag-aaral at pagsusuri ng kilusan at pahinga ng mga katawan , pati na rin ang kanilang temporal evolution sa ilalim ng aksyon ng isa o higit pang mga puwersa

Optika

Optika

Ipinapaliwanag namin sa iyo kung ano ang optika, kasaysayan nito, epekto sa iba pang mga agham at kung paano naiiba ang pisikal, geometric at modernong optika. Pinag-aaralan ng optika ang mga katangian ng ilaw at kung paano magagamit ang mga ito. Ano ang optika? Ang optika ay isang sangay ng pisika na nakatuon sa pag-aaral ng nakikitang ilaw : ang mga katangian nito at pag-uugali