Wetten van thermodynamica

Je hebt vast wel eens het concept gehoord van wetten van de thermodynamica. Het staat ook bekend om de principes van thermodynamica. Deze verwijzen naar de meest elementaire formuleringen van deze tak van de fysica. Het is alsof hij onze vader is in termen van de basis van alles. Het zijn een reeks formule-situaties die verantwoordelijk zijn voor het beschrijven van het gedrag van zogenaamde thermodynamische systemen. Deze systemen zijn een deel van het universum dat op een theoretische manier geïsoleerd is om studies te kunnen doen en alles te begrijpen wat fundamentele fysica betreft, zoals temperatuur, energie en entropie.

In dit artikel gaan we alles uitleggen wat je moet weten over de wetten van de thermodynamica.

Wetten van thermodynamica

Er zijn 4 wetten van de thermodynamica en ze zijn gerangschikt van nul tot drie, deze wetten dienen om alle fysische wetten van ons universum te begrijpen, evenals de onmogelijkheid van bepaalde verschijnselen die in onze wereld worden waargenomen.

Deze wetten hebben verschillende of oorsprong. Sommige zijn geformuleerd op basis van de vorige. De laatst bekende wet van de thermodynamica is de nulwet. Deze wetten zijn permanent in alle studies en onderzoeken die in laboratoria worden uitgevoerd. Ze zijn essentieel om te begrijpen hoe ons universum werkt. We gaan een voor een beschrijven wat de wetten van de thermodynamica zijn.

Eerste wet van de thermodynamica

Deze wet zegt dat energie kan niet gecreëerd of vernietigd worden, alleen getransformeerd. Dit staat ook bekend als de wet van behoud van energie. Het geeft praktisch aan dat in elk fysiek systeem dat geïsoleerd is van zijn omgeving, energie in al zijn hoeveelheden altijd hetzelfde zal zijn. Hoewel energie op de een of andere manier kan worden omgezet in andere soorten energieën, is de totaliteit van al deze energie altijd hetzelfde.

We gaan een voorbeeld geven om het beter te begrijpen. Als we dit principe volgen en we een bepaalde hoeveelheid energie in de vorm van warmte aan een fysiek systeem leveren, kan de totale hoeveelheid energie worden berekend door het verschil te vinden tussen de toename van zijn interne energie plus het werk dat door het systeem in zijn systeem wordt gedaan. omgeving. Dat wil zeggen, het verschil tussen de energie die het systeem op dat moment heeft en het werk dat het heeft gedaan, is de warmte-energie die vrijkomt. Echter, Als we alle totale energie van het systeem bij elkaar optellen, ook al is een deel ervan omgezet in warmte, dan is de totale som van de energie van het systeem hetzelfde.

Tweede wet van de thermodynamica

Deze wet zegt het volgende: als ze voldoende tijd krijgen, zullen alle systemen uiteindelijk uit balans raken. Dit principe is ook bekend onder de naam van de wet van entropie. Het kan als volgt worden samengevat. De hoeveelheid entropie die in het universum bestaat, neemt in de loop van de tijd toe. De entropie van een systeem is wat de mate van wanorde meet. Dat wil zeggen, de tweede wet van de thermodynamica vertelt ons dat de mate van wanorde van systemen toeneemt zodra ze het punt van evenwicht hebben bereikt. Dit of het betekent dat als we genoeg tijd aan een systeem besteden, het uiteindelijk in onbalans zal komen.

Dit is de wet die verantwoordelijk is voor het verklaren van de onomkeerbaarheid van sommige fysische verschijnselen. Bijvoorbeeld, helpt ons uit te leggen waarom een ​​papier is verbrand, een papier kan niet terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm. In dit systeem dat bekend staat als papier en vuur, is de wanorde zodanig toegenomen dat het niet meer mogelijk is om terug te keren naar de oorsprong. Deze wet introduceert de entropie-toestandsfunctie, die in het geval van fysieke systemen verantwoordelijk is voor het weergeven van de mate van wanorde en het onvermijdelijke verlies van energie.

Dit alles werkt met entropie, waarbij de mate van energie die niet door een systeem kan worden gebruikt en dus verloren gaat aan de omgeving, wordt gekoppeld. Dit gebeurt als het een verandering in de evenwichtstoestand is. De laatste graad van evenwicht zal meer entropie hebben dan de eerste. Deze wet stelt dat de verandering in entropie altijd gelijk is aan of groter is dan de warmteoverdracht gedeeld door de temperatuur van het systeem. Temperatuur is in dit geval een belangrijke variabele om de entropie van het systeem te bepalen.

Om het tweede principe van thermodynamica te begrijpen, gaan we een voorbeeld geven. Als we een bepaalde hoeveelheid materie verbranden en we plaatsen de bal samen met de resulterende as, kunnen we verifiëren dat er minder materie is dan in de oorspronkelijke staat. Dit komt doordat materie is veranderd in gassen die niet kunnen worden teruggewonnen en die leiden tot verspreiding en wanorde. Dit is hoe we zien dat er in staat één op zijn minst entropie was dan in staat twee.

Derde wet van de thermodynamica

Deze wet zegt het volgende: bij het bereiken van het absolute nulpunt stoppen de processen van fysieke systemen. Het absolute nulpunt is de laagste temperatuur die we kunnen hebben. In dit geval meten we de temperatuur in graden Kelvin. Op deze manier wordt gesteld dat temperatuur en koeling ervoor zorgen dat de entropie van het systeem naar het absolute nulpunt wordt gebracht. In deze gevallen wordt het meer als een bepaalde constante behandeld. Wanneer het absolute nulpunt is bereikt, stoppen de processen van fysieke systemen. Daarom heeft de entropie een minimale maar constante waarde.

Het absolute nulpunt bereiken of niet, is eenvoudig. De waarde van het absolute nulpunt in Kelvin-graden is nul, maar als we het gebruiken in de Celsius-temperatuurschaalmeting is -273.15 graden.

Geen wet van thermodynamica

Deze wet was de laatste die van kracht was en luidt als volgt: als A = C en B = C, dan A = B. Dit legt de fundamentele en fundamentele voorschriften van de andere drie wetten van de thermodynamica vast. Het is wat wordt aangenomen door de naam van de wet van thermisch evenwicht. Dat wil zeggen, als de systemen onafhankelijk van elkaar in thermisch evenwicht zijn met andere systemen, moeten ze in thermisch evenwicht met elkaar zijn. Deze wet maakt het mogelijk het temperatuurprincipe vast te stellen. Dit principe dient om de thermische energie van twee verschillende lichamen in thermisch evenwicht met elkaar te vergelijken. Als deze twee lichamen een thermisch evenwicht hebben, zullen ze onnodig op dezelfde temperatuur zijn. Als, aan de andere kant, beide de thermische balans veranderen met een derde systeem, zullen ze ook bij elkaar zijn.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over de wetten van de thermodynamica.