Əsas Elektriktexnologiya

Termodinamik, nədir və tətbiqləri

Termodinamika enerji tədqiqatına əsaslanan bir elmdir. Termodinamik proseslər gündəlik həyatda, evlərdə, sənayedə, kondisioner avadanlıqlarında, soyuducularda, avtomobillərdə, qazanlar və sair kimi enerjinin çevrilməsi ilə baş verir. Enerji keyfiyyəti və miqdarı ilə termodinamik xüsusiyyətlər arasında əlaqələr quran dörd əsas qanuna əsaslanan Termodinamikanın öyrənilməsinin əhəmiyyəti bundan irəli gəlir.

Termodinamik qanunlarını asanlıqla başa düşmək üçün aşağıda göstərilən bəzi əsas anlayışlardan, məsələn, enerji, istilik, istilik və başqaları arasından başlamaq lazımdır.

Sizi məqaləni görməyə dəvət edirik Watt Qanununun Gücü (Tətbiqlər - İşlər)

Watt Qanununun Gücü (Tətbiqlər - Məşqlər) məqalə örtüyü
citeia.com

Termodinamika

Bir az tarixi:

Termodinamika proseslərdə enerji mübadiləsini və çevrilməsini öyrənir. Artıq 1600-cü illərdə Galileo şüşə termometr ixtirası və bir mayenin sıxlığı ilə istiliyi ilə bu sahədə tədqiqatlar aparmağa başladı.

Sənaye inqilabı ilə istilik, iş və yanacaqların enerjisi arasındakı əlaqələri bilmək, eləcə də Thomas Savery-nin buxar mühərriki ilə 1697-ci ildən bəri bir iş olaraq termodinamikanı inkişaf etdirən buxar mühərriklərinin fəaliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün işlər aparılır. Termodinamikanın birinci və ikinci qanunları 1850-ci ildə quruldu. Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell və başqaları kimi bir çox elm adamı bu elmin inkişafına öz töhfələrini verdilər "Termodinamik."

Termodinamik nədir?

Termodinamika enerji çevrilmələrini araşdıran bir elmdir. Əvvəlcə istiliyin enerjiyə necə çevriləcəyi öyrənildiyi üçün buxar mühərriklərində bu yeni elmi adlandırmaq üçün "termos" və "dinamis" yunan sözləri "termodinamik" sözünü meydana gətirdi. Şəkil 1-ə baxın.

Termodinamika sözünün mənşəyi
citeia.com (əncir 1)

Termodinamik Tətbiqlər

Termodinamikanın tətbiq sahəsi çox genişdir. Enerjinin çevrilməsi insan orqanizmindən qidanın həzmi ilə məhsul istehsalı üçün çoxsaylı sənaye proseslərinə qədər çoxsaylı proseslərdə baş verir. Evlərdə termodinamikanın ütülərə, su qızdırıcılarına, kondisionerlərə və digərlərinə tətbiq olunduğu cihazlar da var. Termodinamik prinsiplər elektrik stansiyaları, avtomobillər və raketlər kimi müxtəlif sahələrdə də tətbiq olunur. Şəkil 2-ə baxın.

Termodinamikadan Bəzi İstifadələr
citeia.com (əncir 2)

Əsasları Termodinamika

Enerji (E)

Vəziyyətini və ya vəziyyətini dəyişdirərək dəyişdirilə bilən hər hansı bir maddi və ya qeyri-maddi bədən və ya sistemin mülkiyyəti. Maddəni hərəkət etdirmə potensialı və ya qabiliyyəti olaraq da təyin edilir. Şəkil 3-də bəzi enerji mənbələrini görə bilərsiniz.

Enerji mənbələri
citeia.com (əncir 3)

Enerji formaları

Enerji başqaları arasında külək, elektrik, mexaniki, nüvə enerjisi kimi bir çox formada olur. Termodinamikanın işində kinetik enerji, potensial enerji və cisimlərin daxili enerjisi istifadə olunur. Kinetik enerji (Ec) sürətlə, potensial enerji (Ep) hündürlüklə və daxili enerji (U) daxili molekulların hərəkəti ilə əlaqələndirilir. Şəkil 4-ə baxın.

Termodinamikada kinetik, potensial və daxili enerji.
citeia.com (əncir 4)

İstilik (Q):

Müxtəlif temperaturda olan iki cisim arasında istilik enerjisinin ötürülməsi. İstilik Joule, BTU, pound-feet və ya kalori ilə ölçülür.

İstilik (T):

Hər hansı bir maddi obyekti təşkil edən atomların və ya molekulların kinetik enerjisinin ölçüsüdür. Bir cismin daxili molekullarının, istilik enerjisinin həyəcan dərəcəsini ölçür. Molekulların hərəkəti nə qədər çox olarsa, istilik də bir o qədər yüksək olur. Selsi dərəcəsi, Kelvin dərəcəsi, Rankine dərəcəsi və ya Fahrenhayt dərəcəsi ilə ölçülür. Şəkil 5-də bəzi temperatur tərəziləri arasındakı ekvivalentlik təqdim edilmişdir.

Bəzi müqayisələr və istilik tərəziləri.
citeia.com (əncir 5)

Termodinamik prinsiplər

Termodinamikada enerji çevrilmələrinin tədqiqi dörd qanuna əsaslanır. Birinci və ikinci qanunlar enerjinin keyfiyyəti və miqdarı ilə əlaqədardır; üçüncü və dördüncü qanunlar isə termodinamik xüsusiyyətlərlə (temperatur və entropiya) bağlıdır. 6 və 7 rəqəmlərinə baxın.

Termodinamikada enerji ilə əlaqəli qanunlar.
citeia.com (əncir 6)

Termodinamikanın birinci qanunu:

Birinci qanun enerjinin qorunması prinsipini müəyyənləşdirir. Enerji bir cismdən digərinə köçürülə bilər və ya başqa bir enerjiyə çevrilə bilər, ancaq həmişə qorunur, buna görə ümumi enerji miqdarı daima sabit qalır.

Termodinamik xüsusiyyətlərlə əlaqəli qanunlar
citeia.com (əncir 7)

Bir konki sürmə rampası, enerjinin yaradılmadığı və ya məhv edilmədiyi, ancaq başqa bir enerjiyə çevrildiyi aşkar edilən enerjinin Qoruma Qanununun yaxşı bir nümunəsidir. Yalnız cazibə qüvvəsinin təsir etdiyi 8-ci şəkildəki kimi bir paten üçün biz:

  • Vəzifə 1: Konki sürücüsü rampanın üstündə olduqda, olduğu hündürlüyə görə daxili enerjiyə və potensial enerjiyə sahibdir, lakin hərəkətdə olmadığı üçün kinetik enerjisi sıfırdır (sürət = 0 m / s).
  • Vəzifə 2: Skater rampadan aşağı sürüşməyə başlayanda hündürlük azalır, daxili enerjini və potensial enerjini azaldır, lakin sürəti artdıqca kinetik enerjisini artırır. Enerji kinetik enerjiyə çevrilir. Skater rampanın ən aşağı nöqtəsinə çatdıqda (mövqe 2) potensial enerjisi sıfırdır (hündürlük = 0m), rampadan enərkən ən yüksək sürəti qazanır.
  • Vəzifə 3: Rampa qalxdıqca, konki sürücüsü kinetik enerjisini azaldaraq sürətini itirir, ancaq boyu artdıqca daxili enerji və potensial enerjisi artır.
Termodinamikada enerjinin qorunması.
citeia.com (əncir 8)

Termodinamikanın ikinci qanunu:

İkinci qanun, enerjinin çevrilməsini və / və ya ötürülməsini optimallaşdırmaqda enerjinin "keyfiyyəti" ilə əlaqədardır. Bu qanun real proseslərdə enerjinin keyfiyyətinin azalmağa meyilli olduğunu müəyyənləşdirir. "Entropiya" termodinamik xassəsinin tərifi gətirilir. İkinci qanunun ifadələrində, birinci qanuna əməl olunmağa davam etsə də, bir prosesin baş verə biləcəyi və baş vermədiyi zaman təsbit edilir. Şəkil 9-a baxın.

İstilik ötürmə hissi.
citeia.com (əncir 9)

Sıfır Qanun:

Sıfır qanun, üçdə biri ilə tarazlıqda olan iki sistemin bir-biri ilə tarazlıqda olduğunu bildirir. Məsələn, Şəkil 10 üçün A, C ilə istilik tarazlığı, C isə B ilə istilik tarazlıqındadırsa, A da B ilə istilik tarazlığındadır.

Termodinamikanın sıfır qanunu
citeia.com (əncir 10)

T-nin digər anlayışlarıermodinamika

Sistem

Kainatın maraqlandığı və ya öyrəndiyi bir hissəsi. Şəkil 11-dəki qəhvə fincanı üçün "sistem" istilik enerjisinin ötürülməsinin öyrənilə biləcəyi fincanın (qəhvənin) tərkibidir. Şəkil 12-yə baxın. [4]

Termodinamik sistemin sistemi, hüdudu və mühiti.
citeia.com (əncir 11)

Ətraf mühit

Tədqiq olunan sistemin xaricindəki kainatın qalan hissəsi. Şəkil 12-də qəhvə fincanı qəhvəni (sistem) ehtiva edən "sərhəd" olaraq qəbul edilir və fincanın (haşiyənin) xaricində olanlar sistemin "mühiti" dir.

Termodinamik tarazlığı izah edən termodinamik sistem.
citeia.com (əncir 12)

Termodinamik tarazlıq

Sistemin xüsusiyyətlərinin yaxşı təyin olunduğu və zamanla dəyişmədiyi vəziyyət. Sistem istilik tarazlığını, mexaniki tarazlığı və kimyəvi tarazlığı təqdim etdikdə, "termodinamik tarazlıqda" olur. Tarazlıqda bir sistem xarici bir agent təsir etmədiyi təqdirdə vəziyyətini dəyişdirə bilməz. Şəkil 13-ə baxın.

Termodinamik tarazlıq
citeia.com (əncir 13)

Divar

Sistemlər arasında qarşılıqlı əlaqəyə imkan verən və ya qarşısını alan varlıq Divar maddənin keçməsinə imkan verirsə, onun keçirici bir divar olduğu deyilir. Adiabatik divar iki sistem arasında istilik ötürülməsinə imkan verməyən divardır. Divar istilik enerjisinin ötürülməsinə icazə verdikdə diatermik divar adlanır. Şəkil 14-ə baxın.

Termodinamik sistemin divarı
citeia.com (14 əncir)

Nəticələr

Enerji maddəni hərəkət etdirmək qabiliyyətidir. Bu vəziyyəti və ya vəziyyəti dəyişdirərək dəyişdirilə bilər.

Termodinamika, proseslərdə enerji mübadiləsini və çevrilməsini araşdıran bir elmdir. Termodinamikada enerji çevrilmələrinin tədqiqi dörd qanuna əsaslanır. Birinci və ikinci qanunlar enerjinin keyfiyyəti və miqdarı ilə əlaqədardır; üçüncü və dördüncü qanunlar isə termodinamik xüsusiyyətlərlə (temperatur və entropiya) bağlıdır.

Temperatur bir cismi təşkil edən molekulların həyəcan dərəcəsinin ölçüsüdür, istilik isə müxtəlif temperaturda olan iki cisim arasında istilik enerjisinin ötürülməsidir.

Termodinamik tarazlıq sistem eyni zamanda istilik tarazlığında, mexaniki tarazlıqda və kimyəvi tarazlıqda olduqda mövcud olur.

Təşəkkür məktubu: Bu məqalənin inkişafı üçün bizdən məsləhət almaq şərəfinə sahib olduq Ing. Marisol Pino, Sənaye Alətləri və İdarəetmə Mütəxəssisi.