Šta je termodinamika? Ovo je grana fizike koja se bavi proučavanjem svojstava makroskopskih sistema. U isto vrijeme, metode pretvaranja energije i metode njenog prijenosa također spadaju u studiju. Termodinamika je grana fizike koja proučava procese koji se dešavaju u sistemima i njihovim stanjima. Razgovarat ćemo o tome šta je još na spisku stvari koje studira.
Definicija
Na slici ispod možete vidjeti primjer termograma dobijenog proučavanjem vrča tople vode.
Termodinamika je nauka koja se oslanja na generalizovane činjenice dobijene empirijskim putem. Procesi koji se odvijaju u termodinamičkim sistemima opisani su pomoću makroskopskih veličina. Njihova lista uključuje parametre kao što su koncentracija, pritisak, temperatura i slično. Jasno je da one nisu primenljive na pojedinačne molekule, već se svode na opis sistema u njegovom opštem obliku (za razliku od onih veličina koje se koriste u elektrodinamici, na primer).
Termodinamika je grana fizike koja također ima svoje zakone. Oni su, kao i ostali, opšte prirode. Specifični detalji strukture abilo koja druga supstanca koju smo odabrali neće imati značajan uticaj na prirodu zakona. Zato kažu da je ova grana fizike jedna od najprimenljivijih (tačnije, uspešno primenjenih) u nauci i tehnologiji.
Prijava
Lista primjera može biti vrlo duga. Na primjer, mnoga rješenja zasnovana na termodinamičkim zakonima mogu se naći u oblasti termotehnike ili elektroenergetike. Nepotrebno je govoriti o opisu i razumijevanju kemijskih reakcija, faznih prijelaza, fenomena prijenosa. Na neki način, termodinamika "sarađuje" s kvantnom dinamikom. Sfera njihovog kontakta je opis fenomena crnih rupa.
Zakoni
Slika iznad demonstrira suštinu jednog od termodinamičkih procesa - konvekcije. Topli slojevi materije se dižu, hladni padaju dole.
Alternativni naziv za zakone, koji se, inače, češće koristi je početak termodinamike. Do danas ih ima tri (plus jedan „nula“ili „općenito“). Ali prije nego što počnemo govoriti o tome šta svaki od zakona podrazumijeva, pokušajmo odgovoriti na pitanje šta su principi termodinamike.
Oni su skup određenih postulata koji čine osnovu za razumijevanje procesa koji se dešavaju u makrosistemima. Odredbe principa termodinamike utvrđene su empirijski kroz čitav niz eksperimenata i naučnih istraživanja. Dakle, postoje neki dokaziomogućavajući nam da usvojimo postulate bez ikakve sumnje u njihovu tačnost.
Neki se ljudi pitaju zašto su termodinamici potrebni ovi zakoni. Pa, možemo reći da je potreba za njihovim korištenjem posljedica činjenice da su u ovom dijelu fizike makroskopski parametri opisani na opći način, bez ikakvog nagoveštaja razmatranja njihove mikroskopske prirode ili karakteristika istog plana. Ovo nije oblast termodinamike, već statističke fizike, da budemo precizniji. Druga važna stvar je činjenica da su principi termodinamike nezavisni jedan od drugog. Odnosno, jedan od drugog neće raditi.
Prijava
Primjena termodinamike, kao što je ranije spomenuto, ide u mnogim smjerovima. Inače, za osnovu se uzima jedan od njegovih principa, koji se različito tumači u obliku zakona održanja energije. Termodinamička rješenja i postulati uspješno se implementiraju u industrijama poput energetike, biomedicine i hemije. Ovdje se u biološkoj energiji široko koriste zakon održanja energije i zakon vjerovatnoće i smjera termodinamičkog procesa. Uz to, ovdje se koriste tri najčešća koncepta na kojima se temelji cijeli rad i njegov opis. Ovo je termodinamički sistem, proces i faza procesa.
Procesi
Procesi u termodinamici imaju različite stepene složenosti. Ima ih sedam. Općenito, proces u ovom slučaju treba shvatiti kao ništa drugo do promjenu makroskopskog stanja, ukoju je sistem ranije dao. Treba razumjeti da razlika između uvjetnog početnog stanja i konačnog rezultata može biti zanemarljiva.
Ako je razlika beskonačno mala, onda proces koji se dogodio možemo nazvati elementarnim. Ako govorimo o procesima, morat ćemo pribjeći spominjanju dodatnih uslova. Jedan od njih je „radno tijelo“. Radni fluid je sistem u kojem se odvija jedan ili više termičkih procesa.
Procesi se konvencionalno dijele na neravnotežne i ravnotežne. U slučaju potonjeg, sva stanja kroz koja termodinamički sistem mora proći su, respektivno, neravnotežna. Često se promjena stanja u takvim slučajevima dešava velikom brzinom. Ali ravnotežni procesi su bliski kvazistatičkim. U njima su promjene za red veličine sporije.
Termički procesi koji se dešavaju u termodinamičkim sistemima mogu biti i reverzibilni i nepovratni. Da bismo razumjeli suštinu, podijelimo slijed radnji na određene intervale u našoj predstavi. Ako možemo da uradimo isti proces u obrnutom smeru sa istim "među stanicama", onda se to može nazvati reverzibilnim. U suprotnom, neće raditi.
