Ano ang thermodynamics? Ito ay isang sangay ng pisika na tumatalakay sa pag-aaral ng mga katangian ng macroscopic system. Kasabay nito, ang mga paraan ng pag-convert ng enerhiya at mga pamamaraan ng paglipat nito ay nasa ilalim din ng pag-aaral. Ang Thermodynamics ay isang sangay ng pisika na nag-aaral sa mga prosesong nagaganap sa mga sistema at sa kanilang mga estado. Pag-uusapan natin kung ano pa ang nasa listahan ng mga bagay na pinag-aaralan niya.
Definition
Sa larawan sa ibaba makikita mo ang isang halimbawa ng thermogram na nakuha kapag nag-aaral ng isang pitsel ng mainit na tubig.
Ang Thermodynamics ay isang agham na umaasa sa mga pangkalahatang katotohanang nakuha sa empirically. Ang mga prosesong nagaganap sa mga thermodynamic system ay inilalarawan gamit ang mga macroscopic na dami. Kasama sa kanilang listahan ang mga parameter tulad ng konsentrasyon, presyon, temperatura, at iba pa. Malinaw na hindi naaangkop ang mga ito sa mga indibidwal na molekula, ngunit binabawasan ito sa isang paglalarawan ng system sa pangkalahatang anyo nito (halimbawa, taliwas sa mga dami na ginagamit sa electrodynamics).
Ang Thermodynamics ay isang sangay ng physics na mayroon ding sariling mga batas. Sila, tulad ng iba, ay may pangkalahatang kalikasan. Mga tiyak na detalye ng istruktura ng aanumang iba pang sangkap na napili namin ay hindi magkakaroon ng malaking epekto sa katangian ng mga batas. Kaya naman sinasabi nila na ang sangay ng pisika na ito ay isa sa pinaka-angkop (o sa halip, matagumpay na nailapat) sa agham at teknolohiya.
Application
Ang listahan ng mga halimbawa ay maaaring napakahaba. Halimbawa, maraming solusyon batay sa mga termodinamikong batas ang matatagpuan sa larangan ng thermal engineering o industriya ng kuryente. Hindi na kailangang sabihin tungkol sa paglalarawan at pag-unawa sa mga reaksiyong kemikal, mga paglipat ng phase, mga phenomena ng paglilipat. Sa isang paraan, ang thermodynamics ay "nagtutulungan" sa quantum dynamics. Ang sphere ng kanilang contact ay isang paglalarawan ng phenomenon ng black hole.
Mga Batas
Ang larawan sa itaas ay nagpapakita ng kakanyahan ng isa sa mga thermodynamic na proseso - convection. Ang maiinit na layer ng matter ay tumataas, malamig na layers ay bumababa.
Isang alternatibong pangalan para sa mga batas, na kung saan, mas madalas na ginagamit kaysa sa hindi, ay ang simula ng thermodynamics. Sa ngayon, mayroon silang tatlo (kasama ang isang "zero", o "pangkalahatan"). Ngunit bago pag-usapan kung ano ang ipinahihiwatig ng bawat batas, subukan nating sagutin ang tanong kung ano ang mga prinsipyo ng thermodynamics.
Sila ay isang hanay ng ilang mga postulate na bumubuo ng batayan para sa pag-unawa sa mga prosesong nagaganap sa mga macrosystem. Ang mga probisyon ng mga prinsipyo ng thermodynamics ay itinatag nang empirically bilang isang buong serye ng mga eksperimento at isinasagawa ang siyentipikong pananaliksik. Kaya, mayroong ilang katibayanna nagpapahintulot sa amin na tanggapin ang mga postulate nang walang pag-aalinlangan tungkol sa katumpakan ng mga ito.
Nagtataka ang ilang tao kung bakit kailangan ng thermodynamics ang mismong mga batas na ito. Well, maaari nating sabihin na ang pangangailangan na gamitin ang mga ito ay dahil sa ang katunayan na sa seksyong ito ng pisika, ang mga macroscopic na parameter ay inilarawan sa isang pangkalahatang paraan, nang walang anumang pahiwatig ng pagsasaalang-alang ng kanilang mikroskopiko na kalikasan o mga tampok ng parehong plano. Hindi ito ang larangan ng thermodynamics, ngunit ng statistical physics, upang maging mas tiyak. Ang isa pang mahalagang bagay ay ang katotohanan na ang mga prinsipyo ng thermodynamics ay independiyente sa bawat isa. Ibig sabihin, hindi gagana ang isa sa pangalawa.
Application
Ang aplikasyon ng thermodynamics, gaya ng nabanggit kanina, ay napupunta sa maraming direksyon. Sa pamamagitan ng paraan, ang isa sa mga prinsipyo nito ay kinuha bilang isang batayan, na kung saan ay binibigyang kahulugan nang iba sa anyo ng batas ng konserbasyon ng enerhiya. Ang mga thermodynamic na solusyon at postulate ay matagumpay na ipinapatupad sa mga industriya gaya ng industriya ng enerhiya, biomedicine, at chemistry. Dito sa biological energy, malawakang ginagamit ang batas ng konserbasyon ng enerhiya at ang batas ng probabilidad at direksyon ng prosesong thermodynamic. Kasama nito, ang tatlong pinakakaraniwang konsepto ay ginagamit doon, kung saan nakabatay ang buong gawain at paglalarawan nito. Ito ay isang thermodynamic system, proseso at yugto ng proseso.
Proseso
Ang mga proseso sa thermodynamics ay may iba't ibang antas ng pagiging kumplikado. Pito sila. Sa pangkalahatan, ang proseso sa kasong ito ay dapat na maunawaan bilang isang pagbabago sa macroscopic na estado, sana ibinigay ng sistema kanina. Dapat na maunawaan na ang pagkakaiba sa pagitan ng kondisyong inisyal na estado at ang huling resulta ay maaaring bale-wala.
Kung ang pagkakaiba ay napakaliit, maaari nating tawaging elementarya ang prosesong naganap. Kung tatalakayin natin ang mga proseso, kakailanganin nating magbanggit ng mga karagdagang termino. Ang isa sa kanila ay ang "katawan ng nagtatrabaho". Ang working fluid ay isang sistema kung saan nagaganap ang isa o ilang mga thermal process.
Ang mga proseso ay karaniwang nahahati sa di-equilibrium at equilibrium. Sa kaso ng huli, ang lahat ng mga estado kung saan kailangang dumaan ang thermodynamic system ay, ayon sa pagkakabanggit, nonequilibrium. Kadalasan, ang pagbabago sa mga estado ay nangyayari sa mga ganitong kaso nang mabilis. Ngunit ang mga proseso ng ekwilibriyo ay malapit sa mga quasi-static. Sa kanila, ang mga pagbabago ay mas mabagal.
Ang mga thermal na proseso na nagaganap sa mga thermodynamic system ay maaaring parehong mababalik at hindi maibabalik. Upang maunawaan ang kakanyahan, hatiin natin ang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon sa ilang mga agwat sa ating representasyon. Kung maaari nating gawin ang parehong proseso sa kabaligtaran na may parehong "mga istasyon ng paraan", kung gayon maaari itong tawaging mababalik. Kung hindi, hindi ito gagana.
