قوانین ترمودینامیک

آنتروپی جهان

مطمئناً تا به حال مفهوم قوانین ترمودینامیک. همچنین با اصول ترمودینامیک شناخته شده است. اینها به ابتدایی ترین فرمول بندی های این شاخه از فیزیک اشاره دارند. گویی او از نظر پایه و اساس همه چیز پدر ماست. آنها مجموعه ای از شرایط فرمول هستند که وظیفه توصیف رفتار سیستمهای اصطلاحاً ترمودینامیکی را دارند. این سیستم ها بخشی از جهان هستند که به روشی نظری جدا شده اند تا بتوانند مطالعاتی را انجام دهند و هر آنچه را که مربوط به فیزیک اساسی است مانند دما ، انرژی و آنتروپی درک کنند.

در این مقاله قصد داریم هر آنچه در مورد قوانین ترمودینامیک می دانید را توضیح دهیم.

قوانین ترمودینامیک

آنتروپی

4 قانون ترمودینامیک وجود دارد و آنها از صفر تا سه نقطه ذکر شده اند ، این قوانین برای درک همه قوانین فیزیکی جهان ما و همچنین عدم امکان مشاهده برخی پدیده ها در جهان ما کار می کنند.

منشأ این قوانین متفاوت است. برخی از موارد قبلی فرموله شده اند. آخرین قانون شناخته شده ترمودینامیک ، قانون صفر است. این قوانین در تمام مطالعات و تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه ها دائمی است. آنها برای درک نحوه کار جهان ما ضروری هستند. ما قصد داریم یکی یکی توصیف کنیم که قوانین ترمودینامیک چیست.

قانون اول ترمودینامیک

اهمیت قوانین ترمودینامیک

این قانون می گوید انرژی را نمی توان ایجاد یا نابود کرد ، فقط تغییر شکل داد. این نیز به عنوان قانون صرفه جویی در انرژی شناخته می شود. این عملا نشان می دهد که در هر سیستم فیزیکی جدا شده از محیط آن ، انرژی در تمام مقدار آن همیشه یکسان خواهد بود. گرچه می توان انرژی را به طریقی یا دیگری به انواع دیگر انرژی تبدیل کرد ، اما کل کل این انرژی همیشه یکسان است.

ما برای درک بهتر آن مثالی می زنیم. طبق این اصل ، اگر مقدار مشخصی از انرژی را به صورت گرما به یک سیستم فیزیکی تأمین کنیم ، می توان کل مقدار انرژی را با یافتن تفاوت بین افزایش انرژی داخلی آن به اضافه کار انجام شده توسط سیستم در آن محاسبه کرد. محیط اطراف. یعنی تفاوت بین انرژی که سیستم در آن زمان دارد و کاری که انجام داده است ، انرژی حرارتی آزاد شده خواهد بود. با این حال، اگر تمام انرژی کل سیستم را جمع کنیم ، حتی اگر بخشی از آن به صورت گرما تغییر شکل داده باشد ، مجموع کل انرژی سیستم یکسان است.

قانون دوم ترمودینامیک

این قانون موارد زیر را می گوید: با توجه به زمان کافی ، همه سیستمها در نهایت تمایل به عدم تعادل خواهند داشت. این اصل با نام قانون آنتروپی نیز شناخته می شود. به صورت زیر می توان خلاصه کرد. مقدار آنتروپی موجود در جهان با گذشت زمان افزایش می یابد. آنتروپی یک سیستم همان چیزی است که درجه اختلال آن را اندازه می گیرد. یعنی قانون دوم ترمودینامیک به ما می گوید که درجه بی نظمی سیستم ها پس از رسیدن به نقطه تعادل افزایش می یابد. این بدان معناست که اگر زمان کافی را به یک سیستم اختصاص دهیم ، در نهایت عدم تعادل ایجاد خواهد شد.

این قانونی است که وظیفه توضیح برگشت ناپذیری برخی از پدیده های جسمی را دارد. مثلا، به ما کمک می کند تا توضیح دهیم که چرا یک کاغذ سوزانده است ، کاغذ نمی تواند به شکل اصلی خود برگردد. در این سیستم که به کاغذ و آتش معروف است ، اختلال به حدی افزایش یافته است که بازگشت به اصل خود امکان پذیر نیست. این قانون عملکرد دولت آنتروپی را معرفی می کند ، که در مورد سیستم های فیزیکی مسئول نمایاندن درجه اختلال و اتلاف اجتناب ناپذیر انرژی آن است.

همه اینها با آنتروپی کار می کنند ، درجه انرژی را که نمی تواند توسط سیستم استفاده شود ، پیوند می دهد و بنابراین برای محیط زیست از بین می رود. این اتفاق اگر تحولی در حالت تعادل باشد. آخرین درجه تعادل بیش از درجه اول آنتروپی خواهد داشت. این قانون می گوید که تغییر در آنتروپی همیشه برابر یا بیشتر از انتقال گرما تقسیم بر دمای سیستم خواهد بود. دما در این حالت یک متغیر مهم برای تعریف آنتروپی سیستم است.

برای درک اصل دوم ترمودینامیک قصد داریم مثالی بزنیم. اگر مقدار معینی از ماده را بسوزانیم و توپ را بهمراه خاکستر حاصل قرار دهیم ، خواهیم دید که ماده نسبت به حالت اولیه کمتر است. زیرا ماده به گازهایی تبدیل شده است که قابل بازیابی نیستند و منجر به پراکندگی و بی نظمی می شوند. اینگونه است که می بینیم در حالت یک حداقل آنتروپی نسبت به حالت دو وجود دارد.

قانون سوم ترمودینامیک

قوانین ترمودینامیک

این قانون موارد زیر را می گوید: هنگام رسیدن به صفر مطلق ، فرآیندهای سیستم های فیزیکی متوقف می شوند. صفر مطلق کمترین دمایی است که می توانیم در آن باشیم. در این حالت دما را بر حسب درجه کلوین اندازه می گیریم. به این ترتیب بیان می شود که دما و خنک کننده باعث می شود آنتروپی سیستم به صفر مطلق برسد. در این موارد بیشتر به عنوان یک ثابت مشخص درمان می شود. با رسیدن به صفر مطلق ، فرایندهای سیستم های فیزیکی متوقف می شوند. بنابراین ، آنتروپی یک مقدار حداقل اما ثابت خواهد داشت.

رسیدن به صفر مطلق یا نه آسان است. مقدار صفر مطلق در درجه کلوین صفر است اما اگر از آن در اندازه گیری مقیاس دمای سانتیگراد استفاده کنیم -273.15 درجه است.

قانون ترمودینامیک صفر

این قانون آخرین قانونی است که اجرا می شود و به شرح زیر است: اگر A = C و B = C ، سپس A = B این دستورالعمل های اساسی و اساسی سه قانون دیگر ترمودینامیک را تعیین می کند. این یکی است که نام قانون تعادل گرمایی را فرض می کند. یعنی اگر سیستم ها به طور مستقل با سیستم های دیگر در تعادل گرمایی باشند ، باید با یکدیگر در تعادل گرمایی باشند. این قانون اجازه می دهد تا اصل دما ایجاد شود. این اصل در مقایسه انرژی حرارتی دو جسم مختلف موجود در تعادل گرمایی با یکدیگر است. اگر این دو جسم تعادل گرمایی داشته باشند ، غیر ضروری در یک دما خواهد بود. از طرف دیگر ، اگر هر دو با سیستم سوم تعادل گرمایی را تغییر دهند ، آنها نیز با یکدیگر خواهند بود.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد قوانین ترمودینامیک بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

نظر بدهید ، نظر خود را بگذارید

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.

  1.   ایزابل dijo

    سلام خوب ، چطور می توانم در مورد موضوع بیشتر بدانم؟ متشکرم ، سلام.