Mga batas ng thermodynamics

Tiyak na narinig mo na ang konsepto ng batas ng thermodynamics. Kilala rin ito para sa mga prinsipyo ng thermodynamics. Tumutukoy ito sa pinaka elementarya na pormulasyon ng sangay na ito ng pisika. Ito ay tulad ng kung siya ang aming ama sa mga tuntunin ng batayan ng lahat. Ang mga ito ay isang hanay ng mga sitwasyon ng pormula na responsable para sa paglalarawan ng pag-uugali ng tinatawag na thermodynamic system. Ang mga sistemang ito ay isang bahagi ng uniberso na nakahiwalay sa isang teoretikal na paraan upang magawa ang mga pag-aaral at maunawaan ang lahat na may kinalaman sa pangunahing pisika tulad ng temperatura, enerhiya at entropy.

Sa artikulong ito ipaliwanag namin ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa mga batas ng thermodynamics.

Mga batas ng thermodynamics

Mayroong 4 na batas ng thermodynamics at nakalista ang mga ito mula zero hanggang tatlong puntos. Ang mga batas na ito ay nagsisilbing maunawaan ang lahat ng mga pisikal na batas ng ating uniberso pati na rin ang imposible ng ilang mga phenomena na nakikita sa ating mundo.

Ang mga batas na ito ay may iba o pinagmulan. Ang ilan ay na-formulate mula sa mga nauna. Ang huling kilalang batas ng thermodynamics ay ang zero na batas. Ang mga batas na ito ay permanente sa lahat ng mga pag-aaral at pagsasaliksik na isinasagawa sa mga laboratoryo. Mahalaga ang mga ito upang maunawaan kung paano gumagana ang ating uniberso. Ilalarawan namin isa-isa kung ano ang mga batas ng thermodynamics.

Unang Batas ng Thermodynamics

Sinasabi ng batas na ito ang enerhiya ay hindi maaaring malikha o masira, mabago lamang. Kilala rin ito bilang batas ng pangangalaga ng enerhiya. Ito ay praktikal na nagpapahiwatig na sa anumang pisikal na sistema na ihiwalay mula sa kanyang kapaligiran, ang enerhiya sa lahat ng dami nito ay palaging magiging pareho. Kahit na ang enerhiya ay maaaring mabago sa isang paraan o iba pa sa iba pang mga uri ng mga enerhiya, ang kabuuan ng lahat ng enerhiya na ito ay laging pareho.

Magbibigay kami ng isang halimbawa upang higit na maunawaan ito. Kasunod sa prinsipyong ito, kung nagbibigay kami ng isang tiyak na dami ng enerhiya sa anyo ng init sa isang pisikal na sistema, ang kabuuang halaga ng enerhiya ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng paghahanap ng pagkakaiba sa pagitan ng pagtaas ng panloob na enerhiya kasama ang gawaing ginawa ng system sa paligid Iyon ay, ang pagkakaiba sa pagitan ng enerhiya na mayroon ang system sa sandaling iyon at ang gawaing ginawa nito ay ang enerhiya ng init na inilabas. Gayunpaman, Kung idaragdag namin ang lahat ng kabuuang enerhiya ng system, kahit na ang bahagi nito ay nabago bilang init, ang kabuuang kabuuan ng enerhiya ng system ay pareho.

Pangalawang batas ng thermodynamics

Sinasabi ng batas na ito ang sumusunod: binigyan ng sapat na oras, ang lahat ng mga system ay kalaunan ay may posibilidad na hindi timbang. Ang prinsipyong ito ay kilala rin sa pangalan ng batas ng entropy. Maaari itong buod ng mga sumusunod. Ang dami ng entropy na umiiral sa sansinukob ay may kaugaliang tumaas sa paglipas ng panahon. Ang entropy ng isang sistema ay ang sumusukat sa antas ng karamdaman. Iyon ay, ang pangalawang batas ng thermodynamics ay nagsasabi sa atin na ang antas ng karamdaman ng mga system ay tumataas sa sandaling naabot nila ang punto ng balanse. Ito o nangangahulugan ito na kung bibigyan natin ng sapat na oras ang isang sistema sa kalaunan ay magkakaroon ito ng kawalan ng timbang.

Ito ang batas na responsable sa pagpapaliwanag ng hindi maibabalik na pagbabago ng ilang mga pisikal na phenomena. Halimbawa, tinutulungan kaming ipaliwanag kung bakit ang isang papel ay sinunog ang isang papel ay hindi maaaring bumalik sa orihinal na hugis nito. Sa sistemang ito na kilala bilang papel at sunog, ang karamdaman ay tumaas sa sukat na hindi posible na bumalik sa pinagmulan nito. Ipinakikilala ng batas na ito ang pagpapaandar ng estado ng entropy, na sa kaso ng mga pisikal na sistema ay responsable para sa kumakatawan sa antas ng karamdaman at hindi maiwasang pagkawala ng enerhiya.

Ang lahat ng ito ay gumagana sa entropy, na nag-uugnay sa antas ng enerhiya na hindi maaaring magamit ng isang system at samakatuwid ay nawala sa kapaligiran. Ito ay nangyayari kung ito ay isang pagbabago sa estado ng balanse. Ang huling antas ng balanse ay magkakaroon ng mas maraming entropy kaysa sa una. Ang batas na ito ay nagsasaad na ang pagbabago ng entropy ay palaging magiging pantay o mas malaki kaysa sa paglipat ng init na hinati ng temperatura ng system. Ang temperatura sa kasong ito ay isang mahalagang variable upang tukuyin ang entropy ng system.

Upang maunawaan ang pangalawang prinsipyo ng thermodynamics magbibigay kami ng isang halimbawa. Kung sinusunog namin ang isang tiyak na halaga ng bagay at pinagsama namin ang bola kasama ang mga nagresultang abo, maaari naming mapatunayan na mayroong mas kaunting bagay kaysa sa paunang estado. Ito ay dahil ang bagay ay naging mga gas na hindi mababawi at humahantong sa pagpapakalat at karamdaman. Ganito natin nakikita na sa estado ng isa mayroong hindi bababa sa entropy kaysa sa estado ng dalawa.

Pangatlong batas ng thermodynamics

Sinasabi ng batas na ito ang sumusunod: kapag naabot ang ganap na zero ang mga proseso ng mga pisikal na sistema ay hihinto. Ang ganap na zero ay ang pinakamababang temperatura na maaari nating makuha. Sa kasong ito, sinusukat namin ang temperatura sa mga degree Kelvin. Sa ganitong paraan, nakasaad na ang temperatura at ang paglamig ay nagdudulot ng entropy ng system na dalhin sa ganap na zero. Sa mga kasong ito ay ginagamot ito nang higit pa bilang isang tiyak na pare-pareho. Kapag naabot ang ganap na zero, ang mga proseso ng mga pisikal na sistema ay hihinto. Samakatuwid, ang entropy ay magkakaroon ng isang minimum ngunit pare-pareho ang halaga.

Madali ang pagkuha sa ganap na zero o hindi. Ang halaga ng absolute zero sa mga kelvin degree ay zero ngunit kung gagamitin namin ito sa pagsukat ng sukat ng temperatura ng Celsius ay -273.15 degree.

Zero batas ng thermodynamics

Ang batas na ito ang huling tumakbo at binabasa ang mga sumusunod: kung A = C at B = C, pagkatapos ay A = B. Itinataguyod nito ang pangunahing at pangunahing panuntunan ng iba pang tatlong mga batas ng thermodynamics. Ito ang ipinapalagay ng pangalan ng batas ng thermal equilibrium. Iyon ay, kung ang mga system ay nasa thermal equilibrium na nakapag-iisa sa iba pang mga system, dapat na nasa thermal equilibrium ang bawat isa. Ginagawang posible ng batas na ito na maitaguyod ang prinsipyo ng temperatura. Ang prinsipyong ito ay nagsisilbi upang ihambing ang thermal energy ng dalawang magkakaibang mga katawan na matatagpuan sa thermal equilibrium sa bawat isa. Kung ang dalawang katawang ito ay mayroong isang pantay na balanse, ito ay hindi kinakailangan sa parehong temperatura. Kung, sa kabilang banda, kapwa binago ang balanse ng thermal sa isang pangatlong sistema, makakasama rin nila ang bawat isa.

Inaasahan ko na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa mga batas ng thermodynamics.