Nā Kūlana Thermodynamic

E hoʻomaopopo, i kahi ala maʻalahi, i ka honua ākea a paʻakikī hoʻi o Thermodynamics, ua ʻōlelo ʻia e hele i kēlā me kēia ʻanuʻu e hoʻomaka me ka loiloi o nā huaʻōlelo maʻamau, kahi hoʻolauna i nā kumu thermodynamic, a laila e aʻo ana i nā kānāwai thermodynamic, pehea lākou hōʻike ʻia i ka makemakika. a me kāna mau noi.

Me nā kānāwai ʻehā o ka thermodynamics (kānāwai ʻole, kānāwai ʻekahi, kānāwai ʻelua a me ke kānāwai ʻekolu), wehewehe ʻia e pili ana i ka hoʻololi a me ka hoʻololi o ka ikehu ma waena o nā ʻōnaehana like ʻole. ʻo ia ke kumu no ka hoʻomaopopo ʻana i nā hanana kūpuna-kemika o ke kūlohelohe.

Loiloi i nā manaʻo kumu

Ke kono aku nei mākou iā ʻoe e ʻike i kēia ʻatikala THERMODYNAMICS, he aha ia a me kāna mau noi

Hiki iā ʻoe ke kōkua i kēia ʻike me ka ʻatikala Ka Mana o ke Kānāwai a Watt (Nā noi - Nā hoʻoikaika kino) No kēia manawa MAI KAUAHI ...

Nā ʻano ikehu

ʻO ka ikehu, nā waiwai o nā kino e hoʻololi iā lākou iho ma ka hoʻololi ʻana i ko lākou kūlana a i ʻole mokuʻāina, hele mai i nā ʻano like ʻole, e like me ikehu kinetic, ikehu hiki a me loko ikehu o nā kino. E nānā i ke kiʻi 1.

Hana

ʻO ia ka huahana o ka ikaika a me ka hoʻoneʻe, i ana ʻia ʻelua i ke ala hoʻokahi. E hoʻomaulia i ka hana, hoʻohana ʻia ka ʻāpana o ka ikaika e kūlike i ka neʻe ʻana o kahi mea. Ana ʻia ka hana ma Nm, Joule (J), ft.lb-f, a i ʻole BTU. E nānā i ke kiʻi 2.

Heat (Q)

Hoʻololi o ka ikehu wela ma waena o nā kino ʻelua ma nā mahana like ʻole, a aia wale nō i ke ʻano e emi ana ka mahana. Ua ana ʻia ka wela ma Joule, BTU, paona paona, a i ʻole i nā calories. E nānā i ke kiʻi 3.

Nā Kūlana Thermodynamic

Kānāwai Zero - Kumumanaʻo Zero

Kuhi ʻia ke kānāwai ʻole o thermodynamics inā ʻelua mau mea, A a me B, i loko o ke kaulike mehana o kekahi me kekahi, a aia ka mea A i ke kaulike me kahi mea ʻekolu C, a laila ʻo ka mea B i ke kaulike me ka mea C. ʻO ke kaulike kaulike ke kino a ʻelua a ʻoi paha mau kino i ka mahana like. E nānā i ke kiʻi 4.

Kuhi ʻia kēia kānāwai he kānāwai nui o ka thermodynamics. Ua kau ʻia ma ke ʻano he "Zero Law", ma 1935, mai ka manawa i kau ʻia ai ma hope o ka hana ʻia o nā kānāwai mua a me ka lua o nā thermodynamics.

1st Law of Thermodynamics (Kumuhana o ka mālama ʻana i ka ikehu)

ʻO ka ʻōlelo o ke kānāwai mua o Thermodynamics:

ʻO ke kānāwai mua o ka thermodynamics, i ʻike ʻia ma ke ʻano he kumu mālama no ka mālama ʻana i ka ikehu, ʻōlelo ʻia ʻaʻole hana ʻia a luku ʻia paha ka ikehu, e hoʻololi wale ʻia ia i kekahi ʻano ikehu, a i ʻole e hoʻoili ʻia ia mai kekahi mea i kekahi. Pēlā ʻaʻole e loli ka huina o ka ikehu i ke ao holoʻokoʻa.

Ua hoʻokō ʻia ke kānāwai mua ma "nā mea āpau", hoʻololi ʻia ka ikehu a hoʻololi mau ʻia, no ka laʻana, i kekahi mau uila uila, e like me nā mea kāwili a me nā blender, ua hoʻololi ʻia ka ikehu uila i loko o ka ikehu mechanical a me thermal, i loko o ke kino o ke kanaka ka ikehu o ka meaʻai i hoʻokomo ʻia i ka ikehu kinetic ke neʻe ke kino, a i ʻole nā ​​hiʻohiʻona ʻē aʻe e like me nā mea i hōʻike ʻia i ke kiʻi 5.

Kaulike o ke Kānāwai Mua o Thermodynamics:

ʻO ke kaulike o ke kānāwai mua ma loko o nā kumuhana thermodynamic e hōʻike i ke kaulike e pono ai ma waena o nā ʻano o ka ikehu i kahi hana i hāʻawi ʻia. No ka mea, i nā ʻōnaehana paʻa [1], hiki ke hāʻawi wale ʻia nā hoʻololi ikehu ma o ka hoʻoili ʻana o ka wela, a i ʻole e ka hana i hana ʻia (e a i ʻole ma ka ʻōnaehana), ua hoʻokumu ʻia e like ka hoʻololi o ka ikehu o kahi ʻōnaehana me ka huina o ka ikehu. hoʻoili ma o ka wela a ma o ka hana. E nānā i ke kiʻi 6.

Ke manaʻo nei i nā ikehu i manaʻo ʻia i kēia kaulike ikehu ka ikehu kinetic, ka ikehu hiki a me ka ikehu kūloko [1], ke koena ikehu no nā ʻōnaehana paʻa e like me ka hōʻike ʻana ma ke kiʻi 7

• (ec) Ikehu Kinetic, ma muli o ka neʻe ʻana o kahi kino;
• (ep) Ka ikehu kūpono, ma muli o ke kūlana o kahi kino i loko o kahi māla gravitational;
• (MAU) Ikehu kūloko, ma muli o nā makana microscopic o ka kinetic a me ka ikehu hiki o nā moleki o loko o kahi kino.

Hoʻopau 1.

Loaʻa i kahi pahu i hoʻopaʻa ʻia i kahi huahana, me ka ikehu mua o 10 kJ. Hoʻonāukiuki ʻia ka mea me kahi propeller e hana ʻo 500 J i ka hana, ʻoiai kahi kumu wela e hoʻoili i 20 kJ o ka wela i ka mea. Hoʻohui ʻia, hoʻokuʻu ʻia ʻo 3kJ o ka wela i ka lewa i ke kaʻina hana. E hoʻoholo i ka ikehu hope loa o ka mea. E nānā i ke kiʻi 8.

Kōkua:

Ma ke kiʻi 9 hiki iā ʻoe ke ʻike i ka wela i hoʻohui ʻia e ke kumu wela, i manaʻo ʻia he "maikaʻi" mai ka hoʻonui ʻana i ka ikehu o ka mea, ka wela i hoʻokuʻu ʻia i ka lewa, maikaʻi ʻole mai ka hoʻemi ʻana i ka ikehu o ka mea, a me ka hana o ka helix, ka mea i hoʻonui i ka ikehu i lawe i kahi hōʻailona maikaʻi.

Ma ke kiʻi 10 hōʻike ʻia ke kaulike ikehu, e like me ke kānāwai mua o ka thermodynamics a loaʻa ka ikehu hope loa o ka mea.

Kānāwai ʻelua o thermodynamics

Aia kekahi mau ʻōlelo o ke kānāwai ʻelua o nā thermodynamics: ʻōlelo a Planck-Kelvin, Clausius, Carnot. Hōʻike kēlā me kēia o lākou i kahi ʻokoʻa o ke kānāwai ʻelua. Ma ka laulā ʻo ke kānāwai ʻelua o nā thermodynamics postulate:

• Ke kuhikuhi o nā kaʻina thermodynamic, ka hiki ʻole o ke ʻano o ke kino.
• ʻO ka maikaʻi o nā mīkini wela.
• E hoʻokomo i ka "entropy" waiwai.

Kuhikuhi o nā hana thermodynamic:

Kūlohelohe i ke kūlohelohe, kahe ka ikehu a hoʻohuli ʻia paha mai ke kūlana ikehu kiʻekiʻe loa a i ke kūlana ikehu haʻahaʻa loa. Kahe ka wela mai nā kino wela i nā kino anuanu a ʻaʻole ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe. E nānā i ke kiʻi 11.

Ka hoʻokōʻana a i ʻole ka hana thermal:

Wahi a ke kānāwai mua o ka thermodynamics, ʻaʻole hana a luku ʻia ka ikehu, akā hiki ke hoʻololi a hoʻololi ʻia paha. Akā i nā hoʻoili ikehu āpau a hoʻololi paha i kahi nui o ia ʻaʻole pono e hana i ka hana. Ke hoʻololi ʻia a hoʻololi ʻia paha ka ikehu, hoʻokuʻu ʻia kahi ʻāpana o ka ikehu mua e like me ka ikehu wela: hoʻohaʻahaʻa ka ikehu, nalo ka maikaʻi.

I kekahi loli ikehu, ʻo ka nui o ka ikehu i loaʻa ma mua o ka ikehu i hāʻawi ʻia. ʻO ka pono Thermal ka nui o ka wela mai ke kumu i hoʻohuli ʻia i hana, ka lakio ma waena o ka ikehu kūpono i loaʻa a me ka ikehu i hāʻawi ʻia i kahi loli. E nānā i ke kiʻi 12.

Mīkini wela a i ʻole Mīkini Heat:

ʻO ka mīkini pumehana kahi mīkini e hoʻololi hapa i ka wela i ka hana a i ʻole ka ikehu mīkini, no ka mea koi kēia i kahi kumuwaiwai e hoʻolako i ka wela i ka mahana wela.

I nā mīkini wela e hoʻohana ʻia kahi mea e like me ka mahu wai, ka ea a me ka wahie paha. Hoʻomaopopo ka mea i ka moʻo o nā thermodynamic transformations i kahi cyclical, i hiki ai i ka mīkini ke hana mau.

Hoʻopau 2.

Hoʻopuka ka ʻenekini o kahi kaʻa ukana i ka wela i ka puhi ʻia e ka puhi ʻaila. No kēlā me kēia pōʻaiapuni o ka ʻenekini, hoʻololi ʻia ka wela o 5 kJ i 1kJ o ka hana mechanical. He aha ka maikaʻi o ka kaʻa? Ehia mau wela e hoʻokuʻu ʻia no kēlā me kēia pōʻaiapuni o ka ʻenekini? E nānā i ke kiʻi 13

Kōkua:

No ka hoʻoholo ʻana i ka wela i hoʻokuʻu ʻia, manaʻo ʻia i loko o nā mīkini wela e like ka hana net me ka hoʻoilo wela upena i ka ʻōnaehana. E nānā i ke kiʻi 14.

Komo komo:

ʻO ka Entropy ke kekelē o ke kaulele a i ʻole ka maʻi i kahi ʻōnaehana. Hiki i ka Entropy ke helu i ka ʻāpana o ka ikehu i hiki ʻole ke hoʻohana ʻia e hana i ka hana, ʻo ia hoʻi, hiki ke helu i ka irreversibility o kahi hana thermodynamic.

ʻO kēlā me kēia hoʻololi ikehu e hoʻonui i ka entropy o ke ao holoʻokoʻa a hoʻemi i ka nui o ka ikehu hiki ke hana e hana. E holo i ke kaʻina thermodynamic i kahi ala e hoʻonui ai i ka entropy o ke ao holoʻokoʻa. E nānā i ke kiʻi 15.

Kānāwai 3 o Thermodynamics

ʻO ke kānāwai ʻekolu o Thermodynamics a i ʻole Nerst Postulate

Pili ke kānāwai ʻekolu o ka thermodynamics i ka mahana a me ke anuanu. ʻLelo ʻia ʻo ka entropy o kahi ʻōnaehana ma zero loa kahi paʻa mau. E nānā i ke kiʻi 16.

ʻO ka zero ʻole loa ka mahana haʻahaʻa ma lalo o laila ʻaʻohe ana haʻahaʻa hou, ʻo ia ke anuanu loa e hiki ai i ke kino ke lilo. ʻO 0 kolo loa he 273,15 K, e like me -XNUMX ºC.

ka hopena

ʻEhā mau loina thermodynamic. I ke kumu ʻole zero hoʻokumu ʻia ke kaulike kaulike ke hana ʻia ke ʻano he ʻelua a ʻoi mau kino i ka mahana like.

ʻO ke kānāwai mua o ka thermodynamics e pili ana i ka mālama o ka ikehu ma waena o nā kaʻina hana, ʻoiai ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics e pili ana i ka directionality mai ka haʻahaʻa a i ka entropy kiʻekiʻe loa, a me ka pono a hana paha o nā ʻenekehana wela e hoʻololi i ka wela i loko o ka hana.

ʻO ke kolu o nā kānāwai thermodynamics e pili ana i ka mahana a me ke anuanu, ʻōlelo ʻia ʻo ka entropy o kahi ʻōnaehana ma zero loa he paʻa mau.