Zakoni termodinamike

Sigurno ste ikada čuli koncept zakoni termodinamike. Takođe je poznat po principima termodinamike. Oni se odnose na najosnovnije formulacije ove grane fizike. Kao da nam je otac u osnovi svega. Oni su skup situacija formule koje su odgovorne za opisivanje ponašanja takozvanih termodinamičkih sistema. Ovi sistemi dio su svemira izolirani na teoretski način da bi mogli izvoditi studije i razumjeti sve što se tiče temeljne fizike kao što su temperatura, energija i entropija.

U ovom ćemo članku objasniti sve što trebate znati o zakonima termodinamike.

Zakoni termodinamike

Postoje 4 zakona termodinamike i navedeni su od nule do tri, ti zakoni služe za razumijevanje svih fizičkih zakona našeg svemira, kao i nemogućnosti određenih pojava koje se vide u našem svijetu.

Ovi zakoni imaju različito porijeklo. Neki su formulisani iz prethodnih. Posljednji poznati zakon termodinamike je nulti zakon. Ovi zakoni su trajni u svim studijama i istraživanjima koja se provode u laboratorijama. Oni su neophodni da bi se razumjelo kako funkcionira naš svemir. Opisat ćemo jedan po jedan koji su zakoni termodinamike.

Prvi zakon termodinamike

Ovaj zakon to kaže energija se ne može stvoriti ili uništiti, već samo transformirati. Ovo je takođe poznato i kao zakon očuvanja energije. Praktično ukazuje na to da će u bilo kojem fizičkom sistemu izoliranom iz svoje okoline energija u svoj svojoj količini uvijek biti ista. Iako se energija na ovaj ili onaj način može transformirati u druge vrste energija, ukupnost sve te energije je uvijek ista.

Daćemo primjer da bismo ga bolje razumjeli. Slijedom ovog principa, ako fizičkom sustavu isporučujemo zadanu količinu energije u obliku topline, ukupna količina energije može se izračunati pronalaženjem razlike između povećanja njegove unutarnje energije plus rada koji sistem obavlja u svom okolina. Odnosno, razlika između energije koju sustav ima u to vrijeme i posla koji je obavio bit će toplotna energija koja se oslobađa. Kako god, Ako zbrojimo svu ukupnu energiju sistema, iako je dio transformiran u toplinu, ukupan zbroj energije sistema je isti.

Drugi zakon termodinamike

Ovaj zakon kaže sljedeće: s obzirom na dovoljno vremena, svi sistemi će na kraju imati tendenciju da se debalansiraju. Ovaj princip poznat je i pod nazivom zakona entropije. Može se sažeti kako slijedi. Količina entropije koja postoji u svemiru s vremenom se povećava. Entropija sistema je ono što mjeri njegov stepen neuređenosti. Odnosno, drugi zakon termodinamike govori nam da se stepen poremećaja sistema povećava kada dostignu tačku ravnoteže. To ili znači da će, ako damo dovoljno vremena sistemu, na kraju imati disbalans.

Ovo je zakon koji je odgovoran za objašnjenje nepovratnosti nekih fizičkih pojava. Na primjer, pomaže nam da objasnimo zašto je papir izgorio, papir se ne može vratiti u svoj izvorni oblik. U ovom sustavu poznatom kao papir i vatra, poremećaj se povećao do te mjere da nije moguće vratiti se svom izvoru. Ovaj zakon uvodi funkciju stanja entropije, koja je u slučaju fizičkih sistema odgovorna za predstavljanje stepena poremećaja i njegovog neizbježnog gubitka energije.

Sve ovo djeluje s entropijom, povezujući stupanj energije koju sustav ne može iskoristiti i zbog toga se gubi za okoliš. To se događa ako je riječ o promjeni stanja ravnoteže. Posljednji stupanj ravnoteže imat će više entropije od prvog. Ovaj zakon kaže da će promjena entropije uvijek biti jednaka ili veća od prijenosa topline podijeljenog s temperaturom sistema. Temperatura je u ovom slučaju važna varijabla za definiranje entropije sistema.

Da bismo razumjeli drugi princip termodinamike, daćemo primjer. Ako izgorimo određenu količinu materije i stavimo loptu zajedno s nastalim pepelom, možemo provjeriti ima li manje materije nego u početnom stanju. To je zato što se materija pretvorila u plinove koji se ne mogu povratiti i koji dovode do disperzije i nereda. Ovako vidimo da je u državi jedna postojala barem entropija nego u državi dva.

Treći zakon termodinamike

Ovaj zakon kaže sljedeće: kada dostignu apsolutnu nulu, procesi fizičkih sistema se zaustavljaju. Apsolutna nula je najniža temperatura na kojoj možemo biti. U ovom slučaju mjerimo temperaturu u Kelvinima. Na taj način se navodi da temperatura i hlađenje dovode do toga da se entropija sistema dovodi na apsolutnu nulu. U tim se slučajevima više tretira kao definitivna konstanta. Kada se postigne apsolutna nula, procesi fizičkih sistema prestaju. Stoga će entropija imati minimalnu, ali konstantnu vrijednost.

Lako je doći do apsolutne nule ili ne. Vrijednost apsolutne nule u kelvinskim stupnjevima je nula, ali ako je koristimo u mjerenju Celzijeve skale temperature je -273.15 stepeni.

Nulti zakon termodinamike

Ovaj zakon je posljednji pokrenut i glasi kako slijedi: ako su A = C i B = C, tada je A = B. Ovim se uspostavljaju osnovni i temeljni propisi ostala tri zakona termodinamike. To je ono što se pretpostavlja pod nazivom zakona toplotne ravnoteže. Odnosno, ako su sistemi u toplotnoj ravnoteži nezavisno od ostalih sistema, oni moraju biti u toplotnoj ravnoteži jedni s drugima. Ovaj zakon omogućava uspostavljanje principa temperature. Ovaj princip služi za poređenje toplotne energije dva različita tijela koja se nalaze u toplotnoj ravnoteži. Ako ova dva tijela imaju toplotnu ravnotežu, nepotrebno će biti na istoj temperaturi. Ako, s druge strane, oboje promijene toplotnu ravnotežu trećim sistemom, oni će također biti međusobno.

Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o zakonima termodinamike.