Vi forklarer, hvad termodynamik er, og hvad et termodynamisk system består af. Også hvad er termodynamikkens love.
Hvad er termodynamik?
Det kaldes termodynamik (fra græsk termokande, "Varme" og dynamoer, "Kraft, styrke") til grenen af fysisk der studerer de mekaniske virkninger af varme og andre lignende former for energi. Hans undersøgelse nærmer sig objekter som virkelige makroskopiske systemer gennem videnskabelig metode og deduktiv ræsonnement, idet man er opmærksom på omfattende variable som f.eks entropi, den indre energi eller den bind; samt ikke-ekstensive variable som f.eks temperatur, det Tryk eller det kemiske potentiale, blandt andre typer størrelser.
Termodynamikken tilbyder dog ikke en fortolkning af de mængder, den studerer, og dens undersøgelsesobjekter er altid systemer i en tilstand af ligevægt, det vil sige dem, hvis karakteristika kan bestemmes af indre elementer og ikke så meget af ydre kræfter, der virker på dem. Af den grund skal du overveje, at Energi kan kun udveksles fra et system til et andet som en varme eller fra job.
Det formelle studie af termodynamik begyndte takket være Otto von Guericke i 1650, en tysk fysiker og jurist, der designede og byggede den første vakuumpumpe, og modbeviste Aristoteles og hans maksime om, at "naturen afskyr et vakuum" med hans applikationer. Efter denne opfindelse, videnskabsmænd Robert Boyle og Robert Hooke de forfinede deres systemer og så på sammenhængen mellem tryk, temperatur og volumen. Således blev termodynamikkens principper født.
Termodynamisk system
Et termodynamisk system forstås som en del af universet, der i studieøjemed er begrebsmæssigt isoleret fra resten og forsøger at forstå autonomt. Vær opmærksom på de måder, hvorpå energi ændres eller bevares, og samtidig dens udvekslinger af stof og/eller energi med miljøet eller med andre lignende systemer (hvis nogen). Det er derfor en metode til at studere termodynamik.
Hovedkriteriet for klassificering af disse systemer er baseret på deres grad af isolation fra miljøet, hvorved der skelnes mellem:
- Åbne systemer. Dem, der frit udveksler energi og stof med deres miljø, som de fleste af de kendte systemer gør i hverdagen. For eksempel: en bil. Den ene rækker ham brændstof og det vender tilbage til miljøet gasser Og varme.
- Lukkede systemer. Dem, der udveksler energi med deres miljø, men ikke betyder noget. Dette er, hvad der sker med en lukket beholder, såsom en dåse, hvis indhold er ufravigeligt, men som taber varme medvejr, sprede det ud i luften omkring det.
- Isolerede systemer. Dem, der til en vis grad ikke udveksler energi eller stof med miljøet. Der er selvfølgelig ingen perfekt isolerede systemer, men der er til en vis grad: en termokande, der indeholder Vand varm vil bevare sin temperatur i et stykke tid, nok til at holde den isoleret i et stykke tid.
Termodynamikkens love
"Nulloven" er logisk udtrykt sådan her: hvis A = C og B = C, så er A = B.
Termodynamik er styret af, hvad der er etableret i dens fire grundlæggende principper eller love, formuleret af forskellige videnskabsmænd gennem denne historie. disciplin. Nævnte principper eller love er:
- Første princip, eller Loven om energibevarelse. Den siger, at den samlede mængde energi i ethvert fysisk system isoleret fra dets omgivelser altid vil være det samme, selvom det kan omdannes fra én form for energi til mange forskellige. Med færre ord: "Energi kan ikke skabes eller ødelægges, kun transformeres."
- Tredje princip eller lov om det absolutte nulpunkt. Det dikterer, at entropien af et system, der bringes til det absolutte nul, altid vil være en bestemt konstant. Dette betyder, at når man når det absolutte nul (-273,15 ° C eller 0 K), stopper processerne i fysiske systemer, og entropien har en konstant minimumsværdi.
- Nulprincip eller lov om termisk ligevægt. Det kaldes "nullov", fordi selv om det var det sidste, der var gældende, har de grundlæggende og grundlæggende forskrifter, som det etablerer, forrang frem for de tre andre love. Det dikterer, at "hvis to systemer er inde termisk ligevægt uafhængigt med et tredje system skal de også være i termisk ligevægt med hinanden ”.
Kemisk termodynamik
Kemisk termodynamik er et separat studieområde, der fokuserer på sammenhængen mellem varme og arbejde, og kemiske reaktioner, alt sammen indrammet i det, der er etableret af termodynamikkens principper. Det vil sige, at det handler om anvendelsen af termodynamikkens love, især de to første, på verden af reaktioner mellem stoffer og forbindelser, for at opnå de såkaldte "fundamentale Gibbs-ligninger", som styrer den måde, hvorpå kemisk energi indeholdt i de forskellige forbindelser ændres og overføres, eller hvordan graden af entropi af univers hver gang der opstår en spontan reaktion.