Закони термодинамике

Сигурно сте икада чули концепт закони термодинамике. Такође је познат по принципима термодинамике. Они се односе на најосновније формулације ове гране физике. Као да нам је отац у основи свега. Они су скуп ситуација формуле које су одговорне за описивање понашања такозваних термодинамичких система. Ови системи су део свемира изолован на теоретски начин да би могао да студира и разуме све што се тиче основне физике као што су температура, енергија и ентропија.

У овом чланку ћемо објаснити све што треба да знате о законима термодинамике.

Закони термодинамике

Постоје 4 закона термодинамике и наведени су од нуле до три, ти закони служе за разумевање свих физичких закона нашег универзума као и немогућности одређених појава које се виде у нашем свету.

Ови закони имају различито порекло. Неки су формулисани из претходних. Последњи познати закон термодинамике је нулти закон. Ови закони су трајни у свим студијама и истраживањима која се спроводе у лабораторијама. Они су од суштинског значаја за разумевање како функционише наш универзум. Описаћемо један по један шта су закони термодинамике.

Први закон термодинамике

Овај закон то каже енергија се не може створити или уништити, већ само трансформисати. Ово је такође познато као закон очувања енергије. Практично указује да ће у било ком физичком систему изолованом из свог окружења енергија у свој својој количини увек бити иста. Иако се енергија на овај или онај начин може трансформисати у друге врсте енергија, укупност све ове енергије је увек иста.

Даћемо пример да бисмо га боље разумели. Следећи овај принцип, ако физичком систему испоручујемо одређену количину енергије у облику топлоте, укупна количина енергије може се израчунати проналажењем разлике између повећања његове унутрашње енергије плус рада система који обавља околина. Односно, разлика између енергије коју систем у том тренутку има и посла који је обавио биће топлотна енергија која се ослобађа. Међутим, Ако саберемо сву укупну енергију система, иако је део трансформисан у топлоту, укупан збир енергије система је исти.

Други закон термодинамике

Овај закон каже следеће: с обзиром на довољно времена, сви системи ће на крају тежити да се уравнотеже. Овај принцип познат је и под називом закона ентропије. Може се резимирати на следећи начин. Количина ентропије која постоји у универзуму с временом се повећава. Ентропија система је оно што мери његов степен неуређености. Односно, други закон термодинамике нам говори да се степен поремећаја система повећава када достигну тачку равнотеже. То или значи да ће, ако дамо довољно времена систему, на крају доћи до неравнотеже.

Ово је закон који је одговоран за објашњење неповратности неких физичких појава. На пример, помаже нам да објаснимо зашто је папир изгорео папир не може да се врати у првобитни облик. У овом систему познатом као папир и ватра, поремећај се повећао до те мере да није могуће вратити се свом пореклу. Овај закон уводи функцију стања ентропије, која је у случају физичких система одговорна за представљање степена поремећаја и његовог неизбежног губитка енергије.

Све ово функционише са ентропијом, повезујући степен енергије коју систем не може да искористи и због тога се губи за животну средину. Ово се дешава ако је реч о промени стања равнотеже. Последњи степен равнотеже имаће више ентропије од првог. Овај закон каже да ће промена ентропије увек бити једнака или већа од преноса топлоте подељеног са температуром система. Температура је у овом случају важна променљива за дефинисање ентропије система.

Да бисмо разумели други принцип термодинамике даћемо пример. Ако сагоримо одређену количину материје и ставимо куглу заједно са насталим пепелом, можемо потврдити да има мање материје него у почетном стању. То је зато што је материја постала гасови који се не могу повратити и који доводе до расипања и поремећаја. Тако видимо да је у држави једна постојала бар ентропија него у држави два.

Трећи закон термодинамике

Овај закон каже следеће: када достигну апсолутну нулу, процеси физичких система се заустављају. Апсолутна нула је најнижа температура на којој можемо бити. У овом случају меримо температуру у Келвинима. На овај начин се наводи да температура и хлађење доводе до тога да се ентропија система доводи на апсолутну нулу. У тим случајевима се то више третира као одређена константа. Када се постигне апсолутна нула, процеси физичких система се заустављају. Стога ће ентропија имати минималну, али константну вредност.

Доћи до апсолутне нуле или не лако је. Вредност апсолутне нуле у келвинским степенима је нула, али ако је користимо у мерењу Целзијусове скале температуре је -273.15 степени.

Нулти закон термодинамике

Овај закон је објављен последњи и гласи: ако су А = Ц и Б = Ц, онда је А = Б. Овим се успостављају основни и темељни прописи остала три закона термодинамике. То је оно што се подразумева под називом закона топлотне равнотеже. Односно, ако су системи у топлотној равнотежи независно од осталих система, они морају бити у топлотној равнотежи једни с другима. Овај закон омогућава успостављање принципа температуре. Овај принцип служи за упоређивање топлотне енергије два различита тела која се налазе у топлотној равнотежи. Ако ова два тела имају топлотну равнотежу, биће непотребно на истој температури. Ако, с друге стране, обоје промене термичку равнотежу трећим системом, они ће такође бити међусобно.

Надам се да ћете са овим информацијама сазнати више о законима термодинамике.