Termodinamikos dėsniai

Tikrai jūs kada nors girdėjote šios sąvoką termodinamikos dėsniai. Jis taip pat žinomas dėl termodinamikos principų. Tai nurodo elementariausias šios fizikos šakos formuluotes. Tarsi jis yra mūsų tėvas visko pagrindu. Tai yra formulių situacijų rinkinys, kuris yra atsakingas už vadinamųjų termodinaminių sistemų elgesio apibūdinimą. Šios sistemos yra visatos dalis, izoliuota teoriniu būdu, kad galėtų atlikti tyrimus ir suprasti viską, kas susiję su pagrindine fizika, pavyzdžiui, temperatūrą, energiją ir entropiją.

Šiame straipsnyje mes paaiškinsime viską, ką reikia žinoti apie termodinamikos dėsnius.

Termodinamikos dėsniai

Yra 4 termodinamikos dėsniai ir jie išvardyti nuo nulio iki trijų. Šie dėsniai padeda suprasti visus fizinius mūsų visatos dėsnius, taip pat neįmanoma, kad tam tikri reiškiniai būtų matomi mūsų pasaulyje.

Šie įstatymai turi skirtingą ar kilmę. Kai kurie buvo suformuluoti iš ankstesnių. Paskutinis žinomas termodinamikos dėsnis yra nulinis dėsnis. Šie įstatymai yra nuolatiniai visuose laboratorijose atliekamuose tyrimuose ir tyrimuose. Jie yra būtini norint suprasti, kaip veikia mūsų visata. Mes vienas po kito apibūdinsime, kokie yra termodinamikos dėsniai.

Pirmasis termodinamikos dėsnis

Šis įstatymas sako energija negali būti sukurta ar sunaikinta, tik transformuota. Tai dar vadinama energijos išsaugojimo dėsniu. Tai praktiškai rodo, kad bet kurioje fizinėje sistemoje, izoliuotoje nuo jos aplinkos, energija visais jos kiekiais visada bus ta pati. Nors energiją galima vienaip ar kitaip paversti kitų rūšių energijomis, visos šios energijos visuma visada yra ta pati.

Pateiksime pavyzdį, kad geriau jį suprastume. Vadovaujantis šiuo principu, jei fizinei sistemai tiekiame tam tikrą energijos kiekį šilumos pavidalu, bendrą energijos kiekį galima apskaičiuoti radus skirtumą tarp jos vidinės energijos padidėjimo ir sistemos atlikto darbo aplinką. Tai yra, skirtumas tarp energijos, kurią sistema turi tuo momentu, ir jos atlikto darbo bus išskiriama šilumos energija. Tačiau Jei susumuosime visą sistemos energiją, nors dalis jos buvo transformuota kaip šiluma, bendra sistemos energijos suma yra tokia pati.

Antrasis termodinamikos dėsnis

Šis įstatymas sako: suteikus pakankamai laiko, visos sistemos ilgainiui išsibalansuos. Šis principas taip pat žinomas kaip entropijos dėsnio pavadinimas. Jį galima apibendrinti taip. Visatoje egzistuojančios entropijos kiekis laikui bėgant turi tendenciją didėti. Sistemos entropija matuoja jos sutrikimo laipsnį. Tai yra, antrasis termodinamikos dėsnis mums sako, kad sistemų sutrikimo laipsnis padidėja, kai jos pasiekia pusiausvyros tašką. Tai reiškia, kad jei sistemai skirsime pakankamai laiko, ji galiausiai turės disbalansą.

Tai įstatymas, atsakingas už kai kurių fizinių reiškinių negrįžtamumo paaiškinimą. Pavyzdžiui, padeda mums paaiškinti, kodėl popierius sudegė, popierius negali grįžti į savo pradinę formą. Šioje sistemoje, vadinamoje popieriumi ir ugnimi, netvarka išaugo tiek, kad neįmanoma sugrįžti į jos kilmę. Šis dėsnis įveda entropijos būsenos funkciją, kuri fizinių sistemų atveju yra atsakinga už sutrikimo laipsnio ir jo neišvengiamo energijos praradimo atvaizdavimą.

Visa tai veikia su entropija, susiejant energijos laipsnį, kurio sistema negali naudoti ir todėl prarandama aplinkai. Tai atsitinka, jei tai yra pusiausvyros būsenos pokytis. Paskutinis pusiausvyros laipsnis turės daugiau entropijos nei pirmasis. Šis dėsnis teigia, kad entropijos pokytis visada bus lygus arba didesnis už šilumos perdavimą, padalytą iš sistemos temperatūros. Temperatūra šiuo atveju yra svarbus kintamasis, apibrėžiantis sistemos entropiją.

Norėdami suprasti antrąjį termodinamikos principą, pateiksime pavyzdį. Jei sudeginsime tam tikrą materijos kiekį ir įdėsime kamuolį su gautais pelenais, galėsime patikrinti, ar yra mažiau medžiagos nei pradinėje būsenoje. Taip yra todėl, kad materija tapo dujomis, kurių neįmanoma atgauti ir kurios sukelia dispersiją ir sutrikimus. Taip matome, kad pirmojoje valstybėje buvo bent jau entropija nei antroje.

Trečiasis termodinamikos dėsnis

Šis įstatymas sako: pasiekus absoliutų nulį, fizinių sistemų procesai sustoja. Absoliutus nulis yra žemiausia temperatūra, kurioje galime būti. Šiuo atveju mes matuojame temperatūrą Kelvino laipsniais. Tokiu būdu teigiama, kad dėl temperatūros ir aušinimo sistemos entropija imama iki absoliutaus nulio. Šiais atvejais jis traktuojamas labiau kaip apibrėžta konstanta. Pasiekus absoliutų nulį, fizinių sistemų procesai sustoja. Todėl entropija turės minimalią, bet pastovią vertę.

Lengva pasiekti absoliučią nulį ar ne. Absoliutaus nulio reikšmė kelvino laipsniais yra lygi nuliui, tačiau jei ją naudojame matuodami Celsijaus temperatūros skalę yra –273.15 laipsnių.

Nulis termodinamikos dėsnis

Šis įstatymas veikė paskutinis ir skelbia taip: jei A = C ir B = C, tada A = B. Tai nustato pagrindinius ir pagrindinius kitų trijų termodinamikos dėsnių priesakus. Būtent tai prisiima terminės pusiausvyros dėsnio pavadinimas. Tai yra, jei sistemos yra šilumos pusiausvyroje nepriklausomai nuo kitų sistemų, jos turi būti šilumos pusiausvyroje viena su kita. Šis dėsnis leidžia nustatyti temperatūros principą. Šis principas skirtas palyginti dviejų skirtingų šiluminėje pusiausvyroje esančių kūnų šiluminę energiją. Jei šie du kūnai turi šiluminę pusiausvyrą, tai bus be reikalo toje pačioje temperatūroje. Jei, kita vertus, abu pakeis šilumos balansą trečiąja sistema, jie taip pat bus vienas su kitu.

Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie termodinamikos dėsnius.