Teirmidinimic, a bhfuil ann agus a fheidhmeanna

Is eolaíocht í teirmidinimic atá bunaithe ar staidéar a dhéanamh ar fhuinneamh. Tarlaíonn próisis theirmmodinimiciúla go laethúil sa saol laethúil, i dtithe, i dtionscal, le claochlú fuinnimh, mar shampla i dtrealamh aerchóirithe, cuisneoirí, gluaisteáin, coirí, i measc rudaí eile. Mar sin tá tábhacht an staidéir ar Teirmidinimic, bunaithe ar cheithre dhlí bhunúsacha a bhunaíonn na caidrimh idir cáilíocht agus méid an fhuinnimh, agus na hairíonna teirmidinimice.

Chun dlíthe na Teirmidinimice a thuiscint, ar bhealach éasca, is gá tosú ó roinnt coincheapa bunúsacha atá nochtaithe thíos, mar fhuinneamh, teas, teocht, i measc nithe eile.

Tugaimid cuireadh duit an t-alt a fheiceáil Dlí Chumhacht Watt (Feidhmchláir - Cleachtaí)

Teirmidinimic

Stair beag:

Déanann teirmidinimic staidéar ar mhalartuithe agus claochluithe fuinnimh i bpróisis. Cheana féin sna 1600í thosaigh Galileo ag déanamh staidéir sa réimse seo, le haireagán an teirmiméadar gloine, agus an gaol idir dlús sreabhach agus a teocht.

Leis an réabhlóid thionsclaíoch, déantar staidéir chun eolas a fháil ar na caidrimh idir teas, obair agus fuinneamh breoslaí, chomh maith le feidhmíocht innill gaile, teirmidinimic atá ag teacht chun cinn mar eolaíocht staidéir, a fheabhsú ó 1697 le hinneall gaile Thomas Savery. Bunaíodh an chéad agus an dara dlí de theirmidinimic i 1850. Chuir go leor eolaithe mar Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell, i measc nithe eile, le forbairt na heolaíochta seo, "Teirmidinimic."

Cad is teirmidinimic ann?

Is eolaíocht í teirmidinimic a dhéanann staidéar ar chlaochluithe fuinnimh. Ó rinneadh staidéar ar dtús ar conas teas a athrú go cumhacht, in innill gaile, baineadh úsáid as na focail Ghréagacha "thermos" agus "dynamis" chun an eolaíocht nua seo a ainmniú, agus an focal "teirmidinimic" mar ainm orthu. Féach figiúr 1.

Feidhmchláir Teirmidinimice

Tá réimse feidhme na teirmidinimice an-leathan. Tarlaíonn claochlú an fhuinnimh i bpróisis iolracha ó chorp an duine, le díleá bia, go dtí go leor próiseas tionsclaíoch chun táirgí a tháirgeadh. I dtithe tá feistí ann freisin ina gcuirtear teirmidinimic i bhfeidhm ar iarainn, téitheoirí uisce, oiriúntóirí aer, i measc nithe eile. Cuirtear prionsabail na teirmidinimice i bhfeidhm i réimse leathan réimsí, mar shampla i ngléasraí cumhachta, gluaisteán agus roicéid. Féach figiúr 2.

Basics of Teirmidinimic

Fuinneamh (E)

Maoin aon chomhlachta nó córais ábhartha nó neamhábhartha is féidir a chlaochlú trína staid nó a staid a mhodhnú. Sainmhínítear é freisin mar an acmhainn nó an cumas ábhar a bhogadh. I bhfigiúr 3 is féidir leat roinnt foinsí fuinnimh a fheiceáil.

Foirmeacha fuinnimh

Tagann fuinneamh i go leor cineálacha, mar fhuinneamh gaoithe, leictreach, meicniúil, núicléach, i measc cineálacha eile. Sa staidéar ar theirmidinimic, úsáidtear fuinneamh cinéiteach, fuinneamh ionchasach agus fuinneamh inmheánach comhlachtaí. Tá baint ag an bhfuinneamh cinéiteach (Ec) leis an luas, an fuinneamh ionchasach (Ep) leis an airde agus an fuinneamh inmheánach (U) le gluaiseacht na móilíní inmheánacha. Féach figiúr 4.

Teas (Q):

Fuinneamh teirmeach a aistriú idir dhá chorp atá ag teochtaí difriúla. Tomhaistear an teas i Joule, BTU, punt-troigh, nó i calraí.

Teocht (T):

Is tomhas é ar fhuinneamh cinéiteach na n-adamh nó na móilíní a chomhdhéanann aon réad ábhartha. Tomhaiseann sé an méid corraithe atá ag móilíní inmheánacha réad, dá fhuinneamh teirmeach. Is mó gluaiseacht na móilíní, is airde an teocht. Déantar é a thomhas i gcéimeanna Celsius, céimeanna Kelvin, céimeanna Rankine, nó céimeanna Fahrenheit. I bhfigiúr 5 cuirtear an choibhéis idir roinnt scálaí teochta i láthair.

Prionsabail theirmmodinimic

Tá an staidéar ar chlaochluithe fuinnimh i teirmidinimic bunaithe ar cheithre dhlí. Tá baint ag an gcéad agus an dara dlí le cáilíocht agus méid an fhuinnimh; cé go bhfuil baint ag an tríú agus an ceathrú dlí le hairíonna teirmidinimice (teocht agus eantrópacht). Féach figiúirí 6 agus 7.

Céad Dlí na Teirmidinimice:

Bunaíonn an chéad dlí prionsabal an chaomhnaithe fuinnimh. Is féidir fuinneamh a aistriú ó chorp amháin go comhlacht eile, nó a athrú go cineál eile fuinnimh, ach déantar é a chaomhnú i gcónaí, agus mar sin fanann méid iomlán an fhuinnimh seasmhach i gcónaí.

Is sampla maith é rampa scátáil den Dlí um Chaomhnú Fuinnimh, áit a bhfaightear amach nach ndéantar fuinneamh a chruthú nó a scriosadh, ach go ndéantar é a chlaochlú go cineál eile fuinnimh. Maidir le scátálaí cosúil leis an gceann i bhfigiúr 8, nuair nach mbíonn tionchar ach ag an bhfórsa imtharraingthe, ní mór dúinn:

• Seasamh 1: Nuair a bhíonn an scátálaí ag barr an rampa, bíonn fuinneamh inmheánach agus fuinneamh ionchasach aige mar gheall ar an airde atá air, ach tá a fhuinneamh cinéiteach nialasach ós rud é nach bhfuil sé ag gluaiseacht (luas = 0 m / s).
• Seasamh 2: De réir mar a thosaíonn an scátálaí ag sleamhnú síos an rampa, laghdaíonn an airde, ag laghdú an fhuinnimh inmheánaigh agus an fhuinnimh ionchasaigh, ach ag méadú a fhuinnimh chinéitigh, de réir mar a mhéadaíonn a luas. Déantar an fuinneamh a chlaochlú go fuinneamh cinéiteach. Nuair a shroicheann an scátálaí an pointe is ísle den rampa (suíomh 2), is é nialas (airde = 0m) an fuinneamh ionchasach atá aige, agus faigheann sé an luas is airde ina thuras síos an rampa.
• Seasamh 3: De réir mar a théann an rampa suas, cailleann an scátálaí luas, ag laghdú a fhuinnimh chinéitigh, ach méadaíonn an fuinneamh inmheánach, agus an fuinneamh ionchasach, de réir mar a théann sé in airde.

Dara dlí na teirmidinimice:

Tá baint ag an dara dlí le “cáilíocht” an fhuinnimh, maidir le tiontú agus / nó tarchur fuinnimh a bharrfheabhsú. Bunaíonn an dlí seo gur gnách go laghdaíonn cáilíocht an fhuinnimh i bhfíorphróisis. Tugtar isteach an sainmhíniú ar an maoin teirmidinimice "eantrópachta". I ráitis an dara dlí bunaítear cathain is féidir próiseas a dhéanamh agus nuair nach féidir leis, fiú má leantar leis an gcéad dlí a chomhlíonadh. Féach figiúr 9.

Dlí nialais:

Deirtear sa dlí nialasach má tá dhá chóras i gcothromaíocht le tríú cuid tá siad i gcothromaíocht lena chéile. Mar shampla, i bhFíor 10, má tá A i gcothromaíocht theirmeach le C, agus C i gcothromaíocht theirmeach le B, ansin tá A i gcothromaíocht theirmeach le B.

Coincheapa eile an T.ermodynamics

córas

Cuid den chruinne a bhfuil spéis nó staidéar ann. Maidir leis an gcupán caife i bhFíor 11, is é an “córas” ábhar an chupáin (caife) inar féidir staidéar a dhéanamh ar aistriú fuinnimh theirmeach. Féach figiúr 12. [4]

Comhshaol

Is í an chuid eile den chruinne í atá lasmuigh den chóras atá á staidéar. I bhFíor 12, meastar gurb é an cupán caife an "teorainn" ina bhfuil an caife (córas) agus is é an rud atá taobh amuigh den chupán (teorainn) ná "timpeallacht" an chórais.

Cothromaíocht Teirmidinimice

Luaigh ina bhfuil airíonna an chórais sainmhínithe go maith agus nach n-athraíonn siad le himeacht ama. Nuair a chuireann córas cothromaíocht theirmeach, cothromaíocht mheicniúil agus cothromaíocht cheimiceach i láthair, bíonn sé i “gcothromaíocht theirmmodinimiciúil”. I gcothromaíocht, ní féidir le córas a staid a mhodhnú mura ngníomhaíonn gníomhaire seachtrach air. Féach figiúr 13.

Balla

Aonán a cheadaíonn nó a choisceann idirghníomhaíochtaí idir chórais. Má cheadaíonn an balla substaint a rith, deirtear gur balla tréscaoilteach é. Is balla adiabatic nach gceadaíonn aistriú teasa idir dhá chóras. Nuair a cheadaíonn an balla fuinneamh teirmeach a aistriú tugtar balla diathermach air. Féach figiúr 14.

Conclúidí

Is é fuinneamh an cumas ábhar a bhogadh. Is féidir é seo a athrú trí a staid nó a staid a mhodhnú.

Eolaíocht is ea teirmidinimic a dhéanann staidéar ar mhalartuithe agus ar chlaochlú fuinnimh i bpróisis. Tá an staidéar ar chlaochluithe fuinnimh i teirmidinimic bunaithe ar cheithre dhlí. Tá baint ag an gcéad agus an dara dlí le cáilíocht agus méid an fhuinnimh; cé go bhfuil baint ag an tríú agus an ceathrú dlí le hairíonna teirmidinimice (teocht agus eantrópacht).

Is tomhas í an teocht ar an méid corraithe atá ag na móilíní atá i gcorp, agus is é teas aistriú fuinneamh teirmeach idir dhá chorp atá ag teochtaí difriúla.

Bíonn cothromaíocht theirmmodinimiciúil ann nuair a bhíonn an córas ag an am céanna i gcothromaíocht theirmeach, i gcothromaíocht mheicniúil agus i gcothromaíocht cheimiceach.

Nóta go raibh maith agat: Chun an t-alt seo a fhorbairt ba mhór an onóir dúinn comhairle an Margol Pino, Speisialtóir in Ionstraimíocht agus Rialú Tionscail.