החוק הראשון והשני של התרמודינמיקה

לפני שנתייחס החוק הראשון והשני של התרמודינמיקה, יש צורך להגדיר מה הכוונה במונח "התרמודינמיקה". במקרה זה, המילה מדברת בעד עצמה: זה קל לקבוע את השניים האחרים - "תרמית" ו "דינמי". כאשר יווני הופך "טמפרטורת חום" ו "כוח, תנועה, שינוי." במילים אחרות, התרמודינמיקה מייצג אחד הסניפים של פיזיקה, לימוד תכונות של המרה חום לצורות אחרות של אנרגיה ולהיפך. במקרה זה תנועה תרמית של חפצים מיקרוקוסמוס (אטומים, מולקולות, חלקיקים) אינו נכלל הסעיף האמור, והוא למד בתחומים אחרים של המדע. תרמודינאמיקה עוסקת גם במערכות מאקרו כולו, אשר מאופיינות הסכום, לחץ וכדומה.

מדע זה מבוסס על כמה תכונות בסיסיות (אפס, הראשון, החוק השני של התרמודינמיקה), אימץ את עקרונות היסוד. הם נקבעו בניסוי ואושרו על ידי חישובים תיאורטיים. הקשר ביניהם הוא רק עקיף, מאז תחילת הפלט הישיר של אחד מן השני אינה אפשרית.

ישנם ארבעה סטארט - עם אפס על השלישי. תן לנו להצביע על המשמעות של כל אחד מהם. אפס החוק של התרמודינמיקה קובע כי כל מערכת נוטה אל שיווי משקל תרמודינמי, כך בסופו של דבר יש איזון עם היעלמותם של הפעולה החיצונית. זה עשוי להיות מערכת מבודדת ללא הגבלת זמן.

אחד העיקריים - הוא החוק הראשון של התרמודינמיקה. זה גובש לראשונה במאה ה -19. למעשה, הוא חוק שימור האנרגיה ביחס למה שקורה macrosystems תהליך תרמודינמי. אגב, הוא לעתים קרובות בעזרת קביעה זו דחתה את אפשרות קיומו של מכונת תנועה מתמדת, כי כדי לעשות את העבודה הנדרשת כדי חיצוני מתקשר מערכת אנרגיה נוספת. לדבריו, במערכת מבודדת סגורה הערך האנרגטי תמיד נשאר זהה.

החוק השני של התרמודינמיקה הוא מוכר לכל מי שיש לו ילד. לדבריו, את אנרגית התרמית יכולה להיות מועברת באופן טבעי בכיוון אחד בלבד - מגוף חם על פחות מחומם. לדוגמא, מדוע בחורף ברחוב זה נראה קר, מאז טמפרטורת הסביבה נמוכה מזו של גוף האדם, מה שגורם לחום. החוק השני של התרמודינמיקה הוא אחד המפורסמים ביותר. אחת התוצאות שלו מרמז כי האנרגיה הפנימית כולה של המערכת לא ניתן להמיר לחלוטין לתוך עבודה שימושית. מה מעניין, החוק השני של התרמודינמיקה הם להוכחה מתמטית. על ידי הגדרת ריבוי של ניסויים, תבנית זו נגזרה, שאומצה מאוחר יותר כמו אקסיומה.

וזה אחד ההיבטים המאפיינים את החוק השני של התרמודינמיקה? אנטרופיה! מונח זה ביווני פירושו "טרנספורמציה". אנטרופיה היא מאפיין של כל מערכת תרמודינמית והוא פונקציה של המדינה. באופן כללי ניתן להניח כי האנטרופיה מצביע על מחויבות לשום הפרעה במערכת. ר קלאוזיוס, שהציעו את המונח תהליך תרמודינמי כהסבר נתן את הדוגמה של המים הקפואים: לייצג את המים במצב נוזלי על גבול צלסיוס אפס מעלות. זה שווה את זה כדי לדווח על חלק של האנרגיה החיצונית, מספיק חוסר איזון, הנוזל הופך מצב מוצק (קרח). כאשר שינוי זה בשל המבנה הפנימי של האנרגיה משתחרר. במקרה זה, זהו תהליך הפיך. בהתאם לכך, שינוי אנטרופיה הוא יחס בין כמות אנרגיה תרמית לערך הטמפרטורה המוחלט. אחת התוצאות עולה כי במערכות סגורות ללא האנטרופיה גדלה ההשפעה החיצונית.