Znaczenie Termodynamika (Co to jest, pojęcie i definicja) – Znaczenia
Co to jest termodynamika:
Termodynamika jest dziedziną fizyki, która bada związek pomiędzy ciepłem, działającą siłą (znaną również jako praca) i przekazywaniem energii.
Słowo termodynamika pochodzi od greckich korzeni θερμο- (thermo- ) oznaczających „ciepło” i δυναμικός (dynamikós) , które z kolei wywodzą się od δύναμις (dýnamis) , oznaczających „siłę” lub „moc”.
Procesy termodynamiczne są zdeterminowane przez trzy podstawowe prawa.
Pierwsze prawo pozwala nam zrozumieć, jak zachowywana jest energia.
Drugie prawo służy do zrozumienia warunków koniecznych do tego, aby nastąpił transfer energii.
(tixagag_4) Trzecie prawo służy do poznania zachowania systemów w równowadze.
Zrozumienie procesów termodynamicznych jest ważne w takich dziedzinach jak inżynieria przemysłowa, gdzie duże ilości energii muszą być wykorzystane do obsługi wielu maszyn.
Prawa termodynamiki umożliwiają również wgląd w funkcjonowanie systemów w takich dziedzinach jak biochemia, kosmologia i genetyka.
Istnieją trzy prawa termodynamiki, które wyjaśniają, jak ciepło i energia działają i są przekazywane. Poniżej są one szczegółowo wyjaśnione.
Pierwsze prawo termodynamiki
Pierwsze prawo mówi o zachowaniu energii: energia nie jest ani tworzona ani niszczona, jest tylko przekształcana.Na przykład:
Energia słoneczna jest przetwarzana na energię elektryczną dla stacji benzynowej.
Ta energia elektryczna może być wykorzystana do ładowania akumulatora samochodu elektrycznego.
Samochód elektryczny jest w stanie przekształcić zmagazynowaną energię w podróż.
Energia jest więc zawsze w ruchu.
Uproszczona formuła wyglądałaby następująco:
Drugie prawo termodynamiki
Drugie prawo termodynamiki pozwala nam określić dwie rzeczy:
Kierunek, w którym następuje transfer energii.
Warunki, które są konieczne, aby proces się odwrócił.
Stąd dowiadujemy się, że istnieją procesy odwracalne i nieodwracalne.
Na przykład sól kuchenna spontanicznie miesza się z wodą w procesie zwanym rozcieńczaniem. Ten proces uwalnia ciepło.
Aby odwrócić ten proces i ponownie uformować kryształy soli, musi zostać zastosowane ciepło, które pozwala na odparowanie wody i oddzielenie jej od soli. System absorbuje ciepło.
Uproszczona formuła wyglądałaby następująco:
Trzecie prawo termodynamiki
Trzecie prawo termodynamiki łączy dwa poprzednie prawa i odnosi je do systemów w absolutnej równowadze. W tym stanie występuje minimalna wymiana energii i maksymalny stopień nieuporządkowania (lub entropii).
Trzecie prawo stosuje się do zamkniętych systemów. Tego typu układy są obserwowane tylko w fizyce teoretycznej i chemii.
Uproszczona formuła byłaby następująca:
Patrz również Fizyka.
Rodzaje systemów w termodynamice
Aby zrozumieć prawa termodynamiki, należy najpierw poznać rodzaje istniejących systemów i ich zachowanie.
Wszystko wokół nas składa się z systemów i większość znanych nam systemów wymienia energię. Systemy dzielą się na trzy rodzaje: otwarte, zamknięte i izolowane.
Systemy otwarte: wymieniają energię i materię z otoczeniem (np. ogień).
Systemy zamknięte: wymienia tylko energię z otoczeniem (np. telefon komórkowy).
Systemy izolowane: nie wymienia ani materii, ani energii (są one tylko teoretyczne).
Podczas gdy pierwsze i drugie prawo termodynamiki odnosi się do systemów otwartych i zamkniętych, trzecie prawo odnosi się do systemów odizolowanych.
Stan systemu
Istnieją dwa podstawowe stany, w których mogą znajdować się systemy (niezależnie od ich rodzaju).
Układy aktywne : Jeżeli następuje wymiana energii, to mówi się, że układ jest aktywny.
Systemy w stanie spoczynku lub równowagi: Jeżeli nie ma wymiany energii, system uważa się za system w stanie spoczynku lub równowagi.
Ciepło i wymiana ciepła w termodynamice
Według fizyki, ciepło jest przepływem energii, który istnieje, gdy dwa systemy o różnych temperaturach stykają się ze sobą. Równowaga termiczna jest osiągnięta, gdy wszystkie zaangażowane systemy osiągają tę samą temperaturę.
W układach termodynamicznych, jeżeli dwa z nich są w równowadze z trzecim układem, to są one również w równowadze ze sobą. Dlatego też, gdy osiągnięta jest równowaga, temperatura jest stała.
