Hukum termodinamika

Pasti Anda pernah mendengar konsep hukum termodinamika. Ia juga dikenal dengan prinsip termodinamika. Ini mengacu pada formulasi paling dasar dari cabang fisika ini. Seolah-olah dia adalah ayah kita dalam hal dasar segalanya. Mereka adalah sekumpulan situasi rumus yang bertanggung jawab untuk menggambarkan perilaku dari apa yang disebut sistem termodinamika. Sistem ini merupakan bagian dari alam semesta yang terisolasi secara teoritis untuk dapat melakukan kajian dan memahami segala sesuatu yang menyangkut fisika fundamental seperti suhu, energi dan entropi.

Pada artikel ini kami akan menjelaskan semua yang perlu Anda ketahui tentang hukum termodinamika.

Hukum termodinamika

Ada 4 hukum termodinamika dan mereka terdaftar dari nol sampai tiga poin, hukum ini berfungsi untuk memahami semua hukum fisik alam semesta kita serta ketidakmungkinan fenomena tertentu terlihat di dunia kita.

Hukum ini berbeda atau asal usulnya. Beberapa diformulasikan dari yang sebelumnya. Hukum termodinamika terakhir yang diketahui adalah hukum nol. Undang-undang ini bersifat permanen di semua studi dan penelitian yang dilakukan di laboratorium. Mereka penting untuk memahami cara kerja alam semesta kita. Kami akan menjelaskan satu per satu apa itu hukum termodinamika.

Hukum Pertama Termodinamika

Hukum ini mengatakan itu energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, hanya diubah. Ini juga dikenal sebagai hukum kekekalan energi. Ini secara praktis menunjukkan bahwa dalam sistem fisik mana pun yang terisolasi dari lingkungannya, energi dalam semua jumlahnya akan selalu sama. Meskipun energi dapat diubah dengan satu atau lain cara menjadi jenis energi lain, totalitas semua energi ini selalu sama.

Kami akan memberikan contoh untuk memahaminya dengan lebih baik. Mengikuti prinsip ini, jika kita menyuplai sejumlah energi dalam bentuk panas ke sistem fisik, jumlah total energi dapat dihitung dengan mencari selisih antara peningkatan energi internalnya ditambah usaha yang dilakukan oleh sistem dalam sistemnya. lingkungan. Dengan kata lain, perbedaan antara energi yang dimiliki sistem pada saat itu dan pekerjaan yang dilakukannya adalah energi panas yang dilepaskan. Namun, Jika kita menjumlahkan semua energi total sistem, meskipun sebagian telah diubah menjadi panas, jumlah total energi sistem adalah sama.

Hukum kedua termodinamika

Hukum ini mengatakan yang berikut: dengan waktu yang cukup, semua sistem pada akhirnya akan cenderung tidak seimbang. Prinsip ini juga dikenal dengan nama hukum entropi. Itu dapat diringkas sebagai berikut. Jumlah entropi yang ada di alam semesta cenderung meningkat seiring waktu. Entropi suatu sistem adalah yang mengukur tingkat ketidakteraturannya. Artinya, hukum kedua termodinamika memberi tahu kita bahwa tingkat ketidakteraturan sistem meningkat setelah mencapai titik kesetimbangan. Artinya jika kita memberikan cukup waktu untuk suatu sistem pada akhirnya akan mengalami ketidakseimbangan.

Ini adalah hukum yang bertanggung jawab untuk menjelaskan ketidakterbalikan dari beberapa fenomena fisik. Sebagai contoh, membantu kami menjelaskan mengapa kertas telah terbakar kertas tidak dapat kembali ke bentuk aslinya. Dalam sistem yang dikenal sebagai kertas dan api ini, kekacauan telah meningkat sedemikian rupa sehingga tidak mungkin untuk kembali ke asalnya. Hukum ini memperkenalkan fungsi keadaan entropi, yang dalam kasus sistem fisik bertanggung jawab untuk merepresentasikan tingkat ketidakteraturan dan kehilangan energinya yang tak terhindarkan.

Semua ini bekerja dengan entropi, menghubungkan tingkat energi yang tidak dapat digunakan oleh sistem dan oleh karena itu hilang ke lingkungan. Ini terjadi jika itu adalah perubahan dalam keadaan ekuilibrium. Derajat kesetimbangan terakhir akan memiliki lebih banyak entropi daripada yang pertama. Hukum ini menyatakan bahwa perubahan entropi akan selalu sama dengan atau lebih besar dari perpindahan panas dibagi suhu sistem. Temperatur dalam hal ini merupakan variabel penting untuk menentukan entropi sistem.

Untuk memahami prinsip kedua termodinamika, kami akan memberikan contoh. Jika kita membakar sejumlah materi dan kita menyatukan bola dengan abu yang dihasilkan, kita dapat memverifikasi bahwa materi lebih sedikit daripada keadaan awal. Ini karena materi telah menjadi gas yang tidak dapat dipulihkan dan mengarah pada penyebaran dan ketidakteraturan. Ini adalah bagaimana kita melihat bahwa di negara bagian satu setidaknya ada entropi daripada di negara bagian dua.

Hukum ketiga termodinamika

Hukum ini mengatakan yang berikut: ketika mencapai nol mutlak proses sistem fisik berhenti. Nol mutlak adalah suhu terendah kita. Dalam hal ini, kami mengukur suhu dalam derajat Kelvin. Dengan cara ini, dinyatakan bahwa suhu dan pendinginan menyebabkan entropi sistem menjadi nol mutlak. Dalam kasus ini, ini diperlakukan lebih sebagai konstanta yang pasti. Ketika nol mutlak tercapai, proses sistem fisik berhenti. Oleh karena itu, entropi akan memiliki nilai minimum tetapi tetap.

Mencapai nol mutlak atau tidak itu mudah. Nilai nol mutlak dalam derajat kelvin adalah nol tetapi jika digunakan dalam pengukuran skala temperatur Celcius adalah -273.15 derajat.

Hukum nol termodinamika

Hukum ini adalah yang terakhir dijalankan dan berbunyi sebagai berikut: jika A = C dan B = C, maka A = B. Ini menetapkan sila dasar dan fundamental dari tiga hukum termodinamika lainnya. Inilah yang diasumsikan dengan nama hukum kesetimbangan termal. Artinya, jika sistem berada dalam kesetimbangan termal secara independen dengan sistem lain, sistem tersebut harus berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Hukum ini memungkinkan prinsip suhu ditetapkan. Prinsip ini berfungsi untuk membandingkan energi termal dari dua benda berbeda yang ditemukan dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Jika kedua benda ini memiliki kesetimbangan termal, mereka tidak perlu berada pada suhu yang sama. Sebaliknya, jika keduanya mengubah keseimbangan termal dengan sistem ketiga, keduanya juga akan berubah satu sama lain.

Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang hukum termodinamika.