Thermodynamics, unsa kini ug ang mga aplikasyon niini

Ang Thermodynamics usa ka syensya nga gibase sa pagtuon sa kusog. Ang mga proseso nga thermodynamic mahitabo adlaw-adlaw sa adlaw-adlaw nga kinabuhi, sa mga balay, sa industriya, nga adunay pagbag-o sa enerhiya, sama sa kagamitan sa aircon, refrigerator, awto, boiler, ug uban pa. Tungod niini ang kahinungdanon sa pagtuon sa Thermodynamics, pinasukad sa upat nga sukaranan nga mga balaod nga nag-umol sa mga relasyon tali sa kalidad ug kadaghan sa kusog, ug sa mga thermodynamic nga kinaiya.

Aron mahibal-an ang mga balaod sa Thermodynamics, sa usa ka dali nga paagi, kinahanglan magsugod ang usa gikan sa pipila nga punoan nga konsepto nga gibutyag sa ubus, sama sa kusog, kainit, temperatura, ug uban pa.

Gidapit ka namon nga makita ang artikulo Ang Gahum sa Balaod ni Watt (Mga Aplikasyon - Pag-ehersisyo)

Thermodynamics

Usa ka gamay nga kasaysayan:

Gitun-an sa Thermodynamics ang pagbayloay ug pagbag-o sa kusog sa mga proseso. Niadtong mga 1600 nga nagsugod si Galileo sa pagtuman sa mga pagtuon sa kini nga lugar, sa pag-imbento sa baso nga thermometer, ug ang kalabotan sa gibug-aton sa usa ka pluwido ug sa temperatura niini.

Sa rebolusyon sa industriya, gihimo ang mga pagtuon aron mahibal-an ang mga kalabotan tali sa kainit, pagtrabaho ug kusog sa mga gasolina, ingon man pagpaayo sa paghimo sa mga makina sa singaw, mga migawas nga thermodynamics ingon usa ka syensya sa pagtuon, sugod kaniadtong 1697 sa steam engine sa Thomas Savery . Ang una ug ikaduha nga mga balaod sa thermodynamics natukod kaniadtong 1850. Daghang mga syentista sama nila Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell, ug uban pa, ang nakatampo sa pag-uswag sa kini nga syensya, "Thermodynamics."

Unsa ang thermodynamics?

Ang Thermodynamics usa ka syensya nga nagtuon sa mga pagbag-o sa enerhiya. Sukad sa una gitun-an kung giunsa ang pagbag-o sa kainit ngadto sa gahum, sa mga makina sa singaw, ang mga pulong nga Griego nga "termos" ug "dinamis" gigamit sa pagngalan niining bag-ong syensya, nga naghimo sa pulong nga "thermodynamics". Tan-awa ang numero 1.

Mga Aplikasyon sa Thermodynamic

Ang lugar sa aplikasyon sa thermodynamics kaylap kaayo. Ang pagbag-o sa kusog mahitabo sa daghang mga proseso gikan sa lawas sa tawo, nga adunay panghilis sa pagkaon, bisan sa daghang proseso sa industriya alang sa paghimo og mga produkto. Sa mga balay adunay usab mga aparato diin ang thermodynamics gigamit sa mga iron, heater sa tubig, aircon, ug uban pa. Ang mga prinsipyo sa thermodynamics gigamit usab sa lainlaing mga uma, sama sa mga planta sa kuryente, awto, ug rocket. Tan-awa ang hulagway 2.

Mga sukaranan sa Thermodynamics

Kusog (E)

Ang pagpanag-iya sa bisan unsang materyal o dili materyal nga lawas o sistema nga mahimong mabalhin pinaagi sa pagbag-o sa kahimtang niini o estado. Gihubit usab kini ingon ang potensyal o abilidad sa paglihok sa butang. Sa numero 3 makita nimo ang pipila nga gigikanan sa enerhiya.

Mga porma sa kusog

Ang enerhiya moabut sa daghang mga porma, sama sa hangin, elektrisidad, mekanikal, kusog nga nukleyar, ug uban pa. Sa pagtuon sa thermodynamics, gigamit ang kusog nga molihok, kusog nga mahimo ug kusog sa sulod sa lawas. Ang kusog nga molihok (Ec) adunay kalabotan sa katulin, ang potensyal nga kusog (Ep) nga adunay kataas ug internal nga kusog (U) uban ang paglihok sa mga sulud nga molekula. Kitaa ang numero 4.

Init (Q):

Pagbalhin sa kainit nga enerhiya taliwala sa duha nga mga lawas nga lainlain ang temperatura. Gisukod ang kainit sa Joule, BTU, pound-feet, o sa kaloriya.

Temperatura (T):

Kini usa ka sukod sa kusog nga molihok sa mga atomo o mga molekula nga naghimo sa bisan unsang materyal nga butang. Gisukod niini ang lebel sa pagkagubot sa sulud nga mga molekula sa usa ka butang, sa kainit nga enerhiya niini. Kung labi kadaghan ang paglihok sa mga molekula, labi ka taas ang temperatura. Gisukod kini sa degree Celsius, degree Kelvin, degree Rankine, o degree Fahrenheit. Sa numero 5 ang pagkaparehas taliwala sa pipila nga mga timbangan sa temperatura gipakita.

Mga Baruganan nga Thermodynamic

Ang pagtuon sa mga pagbag-o sa enerhiya sa thermodynamics gibase sa upat nga mga balaod. Ang una ug ikaduha nga mga balaod adunay kalabotan sa kalidad ug kadaghan sa kusog; samtang ang ikatulo ug ikaupat nga mga balaod nga adunay kalabotan sa mga thermodynamic nga kinaiya (temperatura ug entropy). Tan-awa ang mga numero 6 ug 7.

Unang Balaod sa Thermodynamics:

Ang nahauna nga balaod nagpahimutang sa prinsipyo sa pagtipig sa enerhiya. Ang enerhiya mahimong ibalhin gikan sa usa ka lawas ngadto sa lain, o gibag-o sa lain nga porma sa enerhiya, apan kanunay kini gitipigan, busa ang kinatibuk-ang kantidad sa enerhiya kanunay nga nagpabilin nga kanunay.

Ang usa ka skating ramp usa ka maayong panig-ingnan sa Balaod sa Pagtipig sa enerhiya, diin makit-an nga ang kusog wala buhata o guba, apan gibag-o ngadto sa usa pa ka lahi nga enerhiya. Alang sa usa ka skater nga sama sa naa sa numero 8, kung ang impluwensya lamang sa kusog nga gravitational ang kinahanglan nga:

• Posisyon 1: Kung ang skater naa sa taas sa ramp, adunay siya internal nga kusog ug potensyal nga enerhiya tungod sa kataas nga naa siya, apan ang iyang kinetic energy zero tungod kay wala siya maglihok (tulin = 0 m / s).
• Posisyon 2: Sa pagsugod sa pagdulas sa skater sa rampa, mikunhod ang kataas, mikunhod ang kusog sa sulud ug ang potensyal nga kusog, apan nagdugang ang iyang kusog nga kinetic, samtang nagdako ang iyang katulin. Ang kusog gibag-o ngadto sa kusog nga molihok. Kung ang skater moabut sa labing ubos nga punto sa ramp (posisyon 2), ang iyang potensyal nga enerhiya mao ang zero (taas = 0m), samtang nakuha niya ang labing kataas nga tulin sa iyang panaw sa rampa.
• Posisyon 3: Samtang ang pagtaas sa rampa, nawala ang katulin sa skater, nga nagpaminus sa iyang kusog nga kinetic, apan ang pagtaas sa enerhiya sa sulud, ug ang potensyal nga kusog, samtang nagkataas ang gitas-on.

Ikaduha nga balaod sa thermodynamics:

Ang ikaduhang balaod adunay kalabotan sa "kalidad" nga enerhiya, sa pag-optimize sa pagkakabig ug / o pagpadala sa enerhiya. Kini nga balaod nagpahimutang nga sa tinuud nga mga proseso ang kalidad sa enerhiya hilig maminusan. Ang kahulugan sa thermodynamic nga kabtangan nga "entropy" gipaila. Sa mga pahayag sa ikaduhang balaod, natukod kung kanus-a mahimo ang usa ka proseso ug kung dili mahimo, bisan kung ang una nga balaod nagpadayon sa pagtuman. Tan-awa ang hulagway 9.

Zero Law:

Giingon sa zero law nga kung ang duha nga sistema naa sa equilibrium nga adunay ikatulo naa kini sa equilibrium sa matag usa. Pananglitan, alang sa Larawan 10, kung ang A naa sa pantay nga panimbang nga adunay C, ug ang C naa sa panagsama nga kainit sa B, nan ang A naa sa panagsama nga balanse nga adunay B.

Ang uban pang mga konsepto sa Termodynamics

Sistema

Bahin sa uniberso nga adunay interes o pagtuon. Alang sa tasa sa kape sa Larawan 11, ang "sistema" mao ang sulud sa tasa (kape) diin mahimo’g tun-an ang pagbalhin sa kainit nga enerhiya. Tan-awa ang numero 12. [4]

Kalikopan

Kini ang nahabilin sa uniberso sa gawas sa sistema nga gitun-an. Sa Larawan 12, ang tasa sa kape gikonsiderar nga "utlanan" nga adunay sulud nga kape (sistema) ug kung unsa ang naa sa gawas sa tasa (utlanan) mao ang "palibot" sa sistema.

Thermodynamic Equilibrium

Gipahayag kung diin ang mga kabtangan sa sistema maayo nga gipasabut ug dili managlahi sa paglabay sa panahon. Kung ang usa ka sistema magpakita init nga katimbangan, mekanikal nga katimbangan ug equilibrium sa kemikal, naa kini sa "thermodynamic equilibrium". Sa panimbang, ang usa ka sistema dili mausab ang estado niini gawas kung ang usa ka panggawas nga ahente ang molihok niini. Tan-awa ang numero 13.

Pader

Ang entidad nga nagtugot o nagpugong sa mga pakigsulti taliwala sa mga sistema. Kung gitugotan sa pader ang pag-agi sa substansya, giingon nga kini usa ka permeable wall. Ang usa ka pader nga adiabatic usa ka dili gitugotan ang pagbalhin sa kainit taliwala sa duha nga sistema. Kung gitugotan sa kuta ang pagbalhin sa kainit nga enerhiya gitawag kini nga diathermic wall. Kitaa ang numero 14.

MGA KASABUTAN

Ang enerhiya mao ang abilidad sa paglihok sa butang. Mahimo kini mabag-o pinaagi sa pagbag-o sa kahimtang niini o estado.

Ang Thermodynamics usa ka syensya nga nagtuon sa pagbayloay ug pagbag-o sa kusog sa mga proseso. Ang pagtuon sa mga pagbag-o sa enerhiya sa thermodynamics gibase sa upat nga mga balaod. Ang una ug ikaduha nga mga balaod adunay kalabotan sa kalidad ug kadaghan sa kusog; samtang ang ikatulo ug ikaupat nga mga balaod nga adunay kalabotan sa mga thermodynamic nga kabtangan (temperatura ug entropy).

Ang temperatura usa ka sukod sa sukod sa pagkagulo sa mga molekula nga naghimo sa usa ka lawas, samtang ang kainit mao ang pagbalhin sa kainit nga enerhiya taliwala sa duha nga mga lawas nga lainlain ang temperatura.

Ang thermodynamic equilibrium adunay kung ang sistema dungan sa thermal equilibrium, mechanical equilibrium ug kemikal nga katimbangan.

Hinumdomi nga sulat sa pasalamat: Alang sa kalamboan sa kini nga artikulo adunay kami kadungganan nga adunay tambag sa Ing. Marisol Pino, Espesyalista sa Industrial Instrumentation and Control.