A termodinamika Ez a fizika azon része, amely a hő és a munka kapcsolatával foglalkozik. Ebben a szakaszban a következőket vizsgáljuk:
A munka és a hő viszonya
A hő és a munka is olyan módszer, amellyel a testek és a rendszerek átalakítják energiájukat. Ez lehetővé teszi a a hő mechanikai egyenértéke. Nézze meg a következő példákat:
1 cal = 4,184 J в ‡ ”В 1 J = 0,24 cal
Joule kísérlete
1В calВ = 4,184В JВ в ‡ ”В 1В JВ = 0,24В kal
Termodinamika A fizika azon része, amely a hőátadásokat, az energiaátalakítást és a rendszerek munkaképességét vizsgálja.A termodinamika törvényei magyarázzák a makroszkopikus rendszerek globális viselkedését egyensúlyi helyzetekben.
A következő jellemzők:
Fontos, hogy ismerkedjen meg azokkal a fogalmakkal, amelyeket az alábbiakban bemutatunk, mert bár első megközelítésben kissé elvontnak tűnhetnek, lehetővé teszik bizonyos rendszerek (motor, légfúvó, stb.) kellő pontossággal.
A termodinamikai rendszer elemei
Rendszer
A rendszer az univerzum azon része, amelyet tanulmányozni fogunk. Például egy gáz, a testünk vagy a légkör olyan rendszerek példái, amelyeket termodinamikai szempontból tanulmányozhatunk.
Környezet vagy környezet
| Nyitott | Tömeg és energia (munka vagy hő) | Kémiai reakció nyitott kémcsőben |
| Zárva | Csak energia | Fűtő radiátor |
| Izolált | Sem anyag, sem energia | Termosz az italok állandó hőmérsékleten tartásához |
| Adiabatikus | Sem anyag, sem hő, hanem energia munka formájában | Termosz fedéllel, amely lehetővé teszi a hangerő változtatását |
Rendszerhatár vagy falak
Változók és állapotegyenlet
- nyomás
- hangerő
- tömeg
- hőfok
Az ideális gázállapot-egyenlet követi a kifejezést:
Ne feledje, hogy a ideális gáz Ez nem más, mint egy elméleti gáz, amelyben részecskéi véletlenszerű elmozdulással nem lépnek kölcsönhatásba egymással. A legtöbb valós gáz, viszonylag magas hőmérsékleten és kis nyomáson, ideális gáznak tekinthető, ezért ezt a kifejezést állapotegyenletként alkalmazhatjuk a téma gyakorlása során.
Végül azt mondjuk, hogy egy rendszer elérte a В-t állandó állapotВ, ha állapotváltozói állandóak maradnak. Az egyensúlyi rendszer összes tulajdonságát belső tényezők, és nem korábban alkalmazott külső hatások határozzák meg. A termodinamika csak állandó állapotú rendszerekkel foglalkozik.
Intenzív és kiterjedt változók
- Intenzív: Olyanok, amelyek nem függenek a rendszer méretétől. Például nyomás, hőmérséklet, koncentráció vagy sűrűség
- Kiterjedt: A rendszer méretétől függenek. Például térfogat, tömeg vagy energia
Határozza meg a térfogatváltozást, amelyet 40 g oxigén O2В tapasztal 1 atm nyomáson, amikor a hőmérséklete 25 ° C és 50 ° C között van.
A termodinamika törvényei
A termodinamika törvényei empirikus alapelvek, amelyeket nem lehet bemutatni, mert tapasztalaton alapulnak, és nem elméleti érvelésen. Egyensúlyi állapotú rendszerekre utalnak. Négy van, bár a legfontosabbak az első és a második:
A jelek kritériuma a termodinamikában
A termodinamikában két széles körűen kiterjesztett jelzési kritérium vonatkozik a rendszer és a környezet közötti cserék munkájára és hőjére:
IUPAC kritérium: Minden, ami növeli a rendszer energiáját, pozitívnak tekinthető, vagyis a kapott hő és a kapott munka
Megállapítja a vizsgált jelek két kritériuma szerint a hő és a munka előjelét a következő termodinamikai rendszerekben:
- Egy 80 ° C-os fémlemezt egy -10 ° C-os vízzel ellátott edénybe helyeznek (a rendszer a fémlemez)
- Rugalmas szalagot nyújtanak élesen
- Nyomás alatt álló palackból származó gázt használunk a szigetelő falú gumiabroncs felfújására (a rendszer gáz)