Termodinamik kanunları

Şüphesiz, kavramını hiç duymuşsunuzdur termodinamik yasaları. Aynı zamanda termodinamiğin ilkeleri ile de bilinir. Bunlar, bu fizik dalının en temel formülasyonlarına atıfta bulunur. Her şeyin temeli olarak o bizim babamız gibi. Termodinamik sistemlerin davranışını açıklamadan sorumlu olan bir dizi formül durumudur. Bu sistemler, sıcaklık, enerji ve entropi gibi temel fiziği ilgilendiren her şeyi inceleyip anlayabilmek için teorik olarak izole edilmiş evrenin bir parçasıdır.

Bu yazıda termodinamiğin yasaları hakkında bilmeniz gereken her şeyi açıklayacağız.

Termodinamik kanunları

Termodinamiğin 4 yasası vardır ve bunlar sıfırdan üçe kadar listelenmiştir, bu yasalar evrenimizin tüm fiziksel yasalarını ve dünyamızda görülen belirli olayların imkansızlığını anlamaya hizmet eder.

Bu yasaların farklı veya kökeni vardır. Bazıları öncekilerden formüle edildi. Termodinamiğin bilinen son yasası sıfır yasasıdır. Bu yasalar, laboratuvarlarda yapılan tüm çalışma ve araştırmalarda kalıcıdır. Evrenimizin nasıl çalıştığını anlamak için çok önemlidirler. Termodinamik yasalarının ne olduğunu tek tek anlatacağız.

Termodinamiğin Birinci Yasası

Bu yasa diyor ki enerji yaratılamaz veya yok edilemez, sadece dönüştürülebilir. Bu aynı zamanda enerjinin korunumu yasası olarak da bilinir. Pratik olarak, çevresinden izole edilmiş herhangi bir fiziksel sistemde, tüm miktarındaki enerjinin her zaman aynı olacağını gösteriyor. Enerji şu veya bu şekilde başka enerji türlerine dönüştürülebilmesine rağmen, tüm bu enerjinin toplamı her zaman aynıdır.

Daha iyi anlamak için bir örnek vereceğiz. Bu prensibe göre, fiziksel bir sisteme ısı şeklinde belirli bir miktar enerji verirsek, iç enerjisindeki artış ile sistemin yaptığı iş arasındaki farkı bularak toplam enerji miktarı hesaplanabilir. çevre. Yani sistemin o anda sahip olduğu enerji ile yaptığı iş arasındaki fark, açığa çıkan ısı enerjisi olacaktır. Ancak, Sistemin tüm toplam enerjisini toplarsak, bir kısmı ısıya dönüştürülmüş olsa bile, sistem enerjisinin toplamı aynıdır.

Termodinamiğin ikinci yasası

Bu yasa şunları söylüyor: Yeterli zaman verildiğinde, tüm sistemler eninde sonunda dengesizlik eğiliminde olacaktır. Bu ilke aynı zamanda entropi yasası adıyla da bilinir. Aşağıdaki gibi özetlenebilir. Evrende var olan entropi miktarı zamanla artma eğilimindedir. Bir sistemin entropisi, onun düzensizlik derecesini ölçen şeydir. Yani termodinamiğin ikinci yasası, denge noktasına ulaştıklarında sistemlerin düzensizlik derecesinin arttığını söylüyor. Bu ya da bu, bir sisteme yeterince zaman verirsek, sonunda dengesizliğe sahip olacağı anlamına gelir.

Bu, bazı fiziksel olayların geri çevrilemezliğini açıklamaktan sorumlu olan yasadır. Örneğin, bir kağıdın neden yandığını açıklamamıza yardımcı olur, bir kağıdı orijinal şekline geri dönemez. Kağıt ve ateş olarak bilinen bu sistemde düzensizlik o kadar artmıştır ki, kökenine dönmek mümkün değildir. Bu yasa, fiziksel sistemler durumunda düzensizliğin derecesini ve kaçınılmaz enerji kaybını temsil etmekten sorumlu olan entropi durumu işlevini ortaya koymaktadır.

Tüm bunlar entropi ile çalışır, bir sistem tarafından kullanılamayan ve bu nedenle çevreye kaybolan enerji derecesini birbirine bağlar. Bu, denge durumunda bir değişiklik olduğunda ortaya çıkar. Son denge derecesi, ilkinden daha fazla entropiye sahip olacaktır. Bu yasa, entropideki değişimin her zaman ısı transferinin sistemin sıcaklığına bölünmesine eşit veya bundan daha büyük olacağını belirtir. Bu durumda sıcaklık, sistemin entropisini tanımlamak için önemli bir değişkendir.

Termodinamiğin ikinci ilkesini anlamak için bir örnek vereceğiz. Belli bir miktar maddeyi yakarsak ve ortaya çıkan küllerle topu bir araya getirirsek, ilk halindekinden daha az madde olduğunu doğrulayabiliriz. Bunun nedeni, maddenin geri kazanılamayan ve dağılma ve düzensizliğe yol açan gazlar haline gelmesidir. Birinci durumda, ikinci durumda olduğundan en azından entropi olduğunu böyle görüyoruz.

Termodinamiğin üçüncü yasası

Bu yasa şunları söylüyor: mutlak sıfıra ulaşıldığında fiziksel sistemlerin süreçleri durur. Mutlak sıfır, olabileceğimiz en düşük sıcaklıktır. Bu durumda, sıcaklığı Kelvin cinsinden ölçüyoruz. Bu şekilde sıcaklık ve soğumanın sistemin entropisinin mutlak sıfıra alınmasına neden olduğu belirtilir. Bu durumlarda daha çok kesin bir sabit olarak ele alınır. Mutlak sıfıra ulaşıldığında, fiziksel sistemlerin süreçleri durur. Bu nedenle, entropinin minimum ama sabit bir değeri olacaktır.

Mutlak sıfıra ulaşmak ya da olmamak kolaydır. Kelvin derece cinsinden mutlak sıfır değeri sıfırdır, ancak bunu Santigrat sıcaklık ölçeği ölçümünde kullanırsak -273.15 derece.

Termodinamiğin sıfır kanunu

Bu yasa, çalıştırılan ve aşağıdaki gibi okunan en son yasaydı: A = C ve B = C ise, A = B. Bu, termodinamiğin diğer üç yasasının temel ve temel ilkelerini oluşturur. Isıl denge yasasının adıyla anılan şey budur. Yani sistemler diğer sistemlerden bağımsız olarak ısıl dengede ise, birbirleriyle ısıl dengede olmaları gerekir. Bu yasa, sıcaklık ilkesinin oluşturulmasına izin verir. Bu ilke, termal dengede bulunan iki farklı cismin termal enerjisini birbiriyle karşılaştırmaya yarar. Bu iki cismin termal dengesi varsa, gereksiz yere aynı sıcaklıkta olacaktır. Öte yandan her ikisi de termal dengeyi üçüncü bir sistemle değiştirirse, ikisi de kendi aralarında olacaktır.

Umarım bu bilgilerle termodinamik yasaları hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.