In der Welt der Physik gibt es einen Zweig, der für die Untersuchung der Transformationen verantwortlich ist, die durch Wärme und Arbeit in einem System erzeugt werden. Es geht um die Thermodynamik. Es handelt sich um einen Zweig der Physik, der sich mit allen Transformationen beschäftigt, die das Ergebnis von Prozessen sind, bei denen sich auf makroskopischer Ebene Zustandsvariablen sowohl der Temperatur als auch der Energie ändern. Um tiefer in dieses Thema einzutauchen, können Sie die Prinzipien der Thermodynamik und auch die Temperatureinheitensysteme.
In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie über Thermodynamik und die Prinzipien der Thermodynamik wissen müssen.
Schlüsselmerkmale
Wenn wir eine Analyse der klassischen Thermodynamik durchführen, sehen wir, dass sie auf dem Konzept des makroskopischen Systems basiert. Dieses System ist nichts anderes als ein Teil der physischen oder konzeptuellen Masse, der von der äußeren Umgebung getrennt ist. Um thermodynamische Systeme besser untersuchen zu können, wird immer angenommen, dass es sich um eine physikalische Masse handelt, die durch den Energieaustausch mit dem externen Ökosystem nicht gestört wird.
Der Zustand eines makroskopischen Systems, was ist Unter Gleichgewichtsbedingungen wird es durch Größen spezifiziert, die als thermodynamische Variablen bezeichnet werden. Wir kennen alle diese Variablen, und zwar Temperatur, Druck, Volumen und chemische Zusammensetzung. All diese Variablen definieren die Systeme und ihr Gleichgewicht. Die wichtigsten in der chemischen Thermodynamik verwendeten Notationen wurden dank der International Applied Union festgelegt. Mit diesen Einheiten können Sie den Hauptsatz der Thermodynamik erarbeiten und besser erklären. Darüber hinaus ist das Studium der Entropie ist auch in diesem Bereich unabdingbar.
Es gibt jedoch einen Zweig der Thermodynamik, der das Gleichgewicht nicht untersucht, sondern für die Analyse thermodynamischer Prozesse verantwortlich ist, die hauptsächlich durch gekennzeichnet sind nicht in der Lage zu sein, Gleichgewichtsbedingungen auf stabile Weise zu erreichen. Dies hängt mit der Bedeutung des Verständnisses des Verhaltens von thermodynamische Zyklen in diesen Prozessen.
Gesetze
Die Prinzipien wurden im 19. Jahrhundert angeprangert und sind diejenigen, die Sie sind dafür verantwortlich, alle Transformationen und ihren Fortschritt zu regulieren. Sie analysieren auch, wo die tatsächlichen Grenzen liegen, um eine wahre Vorstellung zu haben. Es handelt sich um Axiome, die nicht bewiesen werden können, deren Beweisbarkeit jedoch auf der Erfahrung beruht. Jede Theorie der Thermodynamik basiert auf diesen Prinzipien. Wir können drei Grundprinzipien unterscheiden, plus das Nullprinzip, das die Temperatur definiert und in den anderen drei Prinzipien implizit enthalten ist.
Nullgesetz
Beschreiben wir dieses nullte Gesetz, das als erstes für die Beschreibung der Temperatur verantwortlich ist, die in den übrigen Prinzipien implizit enthalten ist. Wenn zwei Systeme miteinander interagieren und sich im thermischen Gleichgewicht befinden, haben sie einige gemeinsame Eigenschaften. Diese gemeinsamen Eigenschaften können gemessen und mit einem numerischen Wert versehen werden. Wenn sich die beiden Systeme im Gleichgewicht mit einem dritten befinden, befinden sie sich auch untereinander im Gleichgewicht und die gemeinsame Eigenschaft ist die Temperatur.
Daher besagt dieses Nullprinzip einfach, dass wenn Ein Körper A war im Gleichgewicht mit einem Körper B und dieser Körper B ist im thermischen Gleichgewicht mit einem Körper C, dann werden auch die Körper A und C im Gleichgewicht sein Thermal. Dieses Prinzip hilft, den Wärmeaustausch zwischen Körpern mit unterschiedlichen Temperaturen zu verstehen. Für diejenigen, die diese Gesetze besser verstehen möchten, empfehle ich den Besuch der Seite der Zweige der Physik.
Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Wenn ein Körper mit einem kälteren Körper in Kontakt gebracht wird, findet eine Transformation statt, die zu einem Gleichgewichtszustand führt. Dieser Gleichgewichtszustand beruht auf der Temperaturgleichheit der beiden Körper, da zwischen dem heißen und dem kalten Körper ein Energietransfer stattfindet. Um dieses Phänomen zu erklären, gingen Wissenschaftler davon aus, dass eine in größeren Mengen vorhandene heiße Substanz in einen kälteren Körper übergeht. Man dachte an eine Flüssigkeit, die sich durch die Masse bewegen könnte, um Wärme auszutauschen.
Dieses Prinzip ist dafür verantwortlich, dass Wärme eine Energieform ist. Es ist keine materielle Substanz. Auf diese Weise konnte gezeigt werden, dass Wärme, die in Kalorien gemessen wird, und Arbeit, die in Joule gemessen wird, gleichwertig sind. Deshalb wissen wir heute, dass 1 Kalorie entspricht ungefähr 4,186 Joule.
Man kann sagen, dass das erste Prinzip der Thermodynamik ein Prinzip der Energieerhaltung ist. In einer Wärmekraftmaschine wird eine bestimmte Energiemenge in Arbeit umgewandelt und es gibt keine Maschine, die eine solche Arbeit verrichten kann, ohne Energie zu verbrauchen. Wir können dieses erste Prinzip wie folgt festlegen: Die Variation der inneren Energie eines geschlossenen thermodynamischen Systems ist gleich der Differenz zwischen der dem System zugeführten Wärme und der von diesem System in der Umgebung geleisteten Arbeit.
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Dieses Prinzip besagt, dass es unmöglich ist, eine Kreisprozessmaschine zu bauen, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem kalten auf einen warmen Körper ist. Wir können sagen, dass es unmöglich ist, eine Transformation durchzuführen, deren Ergebnis nur das Umwandeln der Wärme, die wir aus einer einzigen Quelle gewonnen haben, in mechanische Arbeit.
Dieses Prinzip ist dafür verantwortlich, dass die Möglichkeit der Existenz des bekannten Perpetuum mobile zweiter Art verneint wird. Wir wissen, dass die Entropie eines Systems unverändert bleibt, wenn eine reversible Transformation stattfindet. Wir wissen auch, dass es zunimmt, wenn eine irreversible Transformation stattfindet.
Dritter Hauptsatz der Thermodynamik
Dieses letzte Prinzip ist eng mit dem zweiten verbunden und wird als eine Folge davon betrachtet. Dieses Prinzip besagt, dass der absolute Nullpunkt nicht durch eine endliche Anzahl von Transformationen erreicht werden kann. Wir wissen, dass der absolute Nullpunkt nichts anderes ist als die minimal erreichbare Temperatur. In Einheiten Wir wissen, dass Kelvin 0 ist, aber in Grad Celsius hat es einen Wert von -273.15 Grad.
Es legt außerdem fest, dass die Entropie eines vollkommen kristallinen Feststoffs mit einer Temperatur von 0 Kelvin gleich 0 ist. Dies bedeutet, dass keine Entropie vorhanden wäre und das System somit vollkommen stabil wäre. Bei einer Temperatur von 0 Kelvin wäre die Energie der Freisetzung, Translation und Rotation der Teilchen, aus denen es besteht, gleich Null.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Thermodynamik und Grundprinzipien erfahren können.