Thermodynamics, nws yog dab tsi thiab nws cov ntawv thov

Thermodynamics yog kev tshawb fawb raws li kev kawm ntawm lub zog. Cov txheej txheem thermodynamic tshwm sim nyob rau hauv lub neej txhua hnub, hauv tsev, hauv kev lag luam, nrog kev hloov pauv ntawm lub zog, xws li hauv cov khoom siv cua txias, tub yees, tsheb, rhaub, thiab lwm yam. Li no qhov tseem ceeb ntawm kev kawm ntawm Thermodynamics, raws li plaub txoj cai lij choj uas tsim cov kev sib raug zoo ntawm qhov zoo thiab ntau ntawm lub zog, thiab lub zog thermodynamic.

Txhawm rau kom nkag siab cov kev cai ntawm Thermodynamics, hauv ib txoj hauv kev yooj yim, ib qho yuav tsum pib los ntawm qee cov ntsiab lus yooj yim uas nthuav tawm hauv qab no, xws li lub zog, cua sov, kub, thiab lwm yam.

Peb thov caw koj saib cov kab lus Lub Zog ntawm Watt Txoj Cai (Kev Siv - Kev Ua Haujlwm)

Thermodynamics

Ib me ntsis keeb kwm:

Thermodynamics kawm txog kev sib pauv hloov thiab kev hloov pauv ntawm lub zog hauv cov txheej txheem. Twb tau nyob hauv 1600s Galileo tau pib ua cov kev tshawb fawb nyob rau hauv cheeb tsam no, nrog kev tsim kho ntawm lub khob ntsuas kub, thiab kev sib txheeb ntawm qhov ceev ntawm ib qho kua thiab nws qhov kub.

Nrog rau kev hloov kho ntawm kev lag luam, kev tshawb fawb tau ua kom paub txog kev sib raug zoo ntawm cov cua sov, kev ua haujlwm thiab lub zog ntawm cov roj, nrog rau kev txhim kho kev ua haujlwm ntawm cov tshuab pa, qhov tawm ntawm lub thermodynamics ua ib qho kev kawm tshawb fawb, pib xyoo 1697 nrog Thomas Savery lub cav hluav taws xob Cov. Thawj txoj cai lij choj thiab thib ob ntawm thermodynamics tau tsim nyob rau xyoo 1850. Muaj ntau tus kws tshawb fawb xws li Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell, ntawm lwm tus, tau pab txhawb kev txhim kho ntawm science no, "Thermodynamics."

Thermodynamics yog dab tsi?

Thermodynamics yog kev tshawb fawb uas kawm txog kev hloov kho lub zog. Txij li thaum pib nws tau kawm txog yuav ua li cas hloov hluav taws xob ua hluav taws xob hauv lub zog, hauv cov tshuab pa, cov lus Greek "thermos" thiab "dynamis" tau siv los qhia cov kev tshawb fawb tshiab no, tsim lo lus "thermodynamics". Saib duab 1.

Thermodynamic Daim ntaub ntawv

Thaj tsam ntawm daim ntawv thov ntawm thermodynamics yog qhov dav heev. Kev hloov pauv ntawm lub zog tshwm sim hauv ntau cov txheej txheem los ntawm tib neeg lub cev, nrog kev zom zaub mov, mus rau ntau cov txheej txheem kev lag luam rau kev tsim khoom. Hauv tsev cov tsev tseem muaj cov khoom siv uas qhov ntsuas cua sov yog siv rau cov kav dej, lub tshuab ua kom dej sov, cua txias, thiab lwm yam. Cov hauv paus ntsiab lus ntawm cov thermodynamics tseem siv tau rau hauv ntau qhov chaw ntawm ntau lub teb, xws li hauv cov fais fab nroj tsuag, tsheb, thiab pob zeb. Saib daim duab 2.

Tsim ntawm Thermodynamics

Zog (E)

Cov khoom ntawm txhua yam khoom lossis lub cev tsis muaj khoom lossis lub cev uas tuaj yeem hloov los ntawm kev hloov kho nws cov xwm txheej lossis xeev. Nws kuj txhais tau tias yog lub peev xwm lossis muaj peev xwm txav mus yam. Hauv daim duab 3 koj tuaj yeem pom qee lub zog siv hluav taws xob.

Cov hom zog

Lub zog tawm hauv ntau hom, xws li cua, hluav taws xob, tshuab, hluav taws xob nuclear, thiab lwm yam. Hauv kev kawm txog cov thermodynamics, lub zog kev ua tau, lub zog muaj peev xwm thiab lub zog sab hauv ntawm lub cev tau siv. Lub zog kinetic (Ec) muaj feem xyuam nrog qhov nrawm, lub zog muaj peev xwm (Ep) nrog qhov siab thiab lub zog sab hauv (U) nrog kev txav ntawm cov lwg me me. Saib daim duab 4.

Thaum Tshav Kub Kub (Q):

Hloov chaw ntawm lub zog cua sov ntawm ob lub cev uas nyob ntawm qhov sib txawv. Tshav kub yog ntsuas hauv Joule, BTU, phaus taw, lossis hauv calories.

Kub (T):

Nws yog kev ntsuas ntawm kev ua haujlwm lub zog ntawm cov atoms lossis cov lwg me me uas tsim cov khoom tawm tsam. Nws ntsuas qhov ntsuas ntawm kev ntxhov siab ntawm sab hauv molecules ntawm ib qho khoom, ntawm nws lub zog thermal. Qhov ntau dua kev txav ntawm cov molecules, ntau dua qhov kub. Nws yog ntsuas ua degrees Celsius, degrees Kelvin, degrees Rankine, lossis degrees Fahrenheit. Hauv daim duab 5 qhov sib npaug ntawm qee qhov ntsuas kub yog nthuav tawm.

Thermodynamic Ntsiab Cai

Txoj kev kawm txog kev hloov kho hluav taws xob hauv kev txaij hluav taws xob yog raws li plaub txoj cai. Thawj txoj cai thib ib thiab thib ob cuam tshuam nrog qhov zoo thiab ntau npaum li cas ntawm lub zog; thaum txoj cai thib peb thiab thib plaub cuam tshuam txog cov thermodynamic zog (kub thiab entropy). Saib cov duab 6 thiab 7.

Thawj Txoj Cai ntawm Thermodynamics:

Thawj txoj cai yog tsim txoj cai ntawm kev txuag lub zog. Lub zog tuaj yeem hloov mus los ntawm ib lub cev mus rau lwm qhov, lossis hloov mus rau lwm hom zog, tab sis nws ib txwm pom zoo, yog li txhua tus nqi ntawm lub zog ib txwm nyob tas li.

Ib qho skating nyob deb yog ib qho piv txwv ntawm txoj cai ntawm kev txuag lub zog, qhov twg pom tias lub zog tsis yog tsim los yog rhuav tshem, tab sis hloov mus rau lwm hom zog. Rau tus skater zoo li tus uas nyob hauv daim duab 8, thaum tsuas yog lub zog nqus cov pa nruab nrab, peb yuav tsum:

• Txoj Haujlwm 1: Thaum tus skater yog nyob rau sab saum toj ntawm cov kem, nws muaj lub zog sab hauv thiab lub zog muaj peev xwm vim qhov siab nws nyob ntawm, tab sis nws lub zog lub zog yog xoom vim nws tsis nyob rau hauv suab (ceev = 0 m / s).
• Txoj Haujlwm 2: Raws li tus skater pib swb hauv nruab nrab kem, qhov siab poob qis, txo lub zog sab hauv thiab lub zog ntawm lub peev xwm, tab sis nce nws lub zog kev ua lub zog, vim tias nws qhov ceev nrawm ntxiv. Lub zog hloov pauv rau hauv kev tig lub zog. Thaum tus skater mus txog qhov qis tshaj ntawm nruab nrab kem (txoj hauj lwm 2), nws lub zog muaj peev xwm yog xoom (qhov siab = 0m), thaum nws txais tau qhov kev kub ceev tshaj plaws hauv nws txoj kev taug kev nqis hav.
• Txoj Haujlwm 3: Raws li qhov chaw nce siab, tus skater poob qis dua, txo nws lub zog ntawm lub zog, tab sis lub zog sab hauv nce, thiab lub peev xwm, thaum nws nce siab.

Txoj cai thib ob ntawm thermodynamics:

Kev cai thib ob cuam tshuam txog "zoo" ntawm lub zog, hauv kev ua kom zoo dua rau kev hloov pauv thiab / lossis kis tau ntawm lub zog. Txoj cai lij choj no tsim tawm tias hauv cov txheej txheem tiag tiag cov txiaj ntsig zoo ntawm lub zog muaj tsawg. Lub ntsiab txhais ntawm cov khoom siv thermodynamic "entropy" yog qhia. Hauv cov nqe lus ntawm txoj cai lij choj thib ob, nws tau tsim tsa thaum txheej txheem tuaj yeem tsim tawm thiab thaum twg nws tsis tuaj yeem, txawm tias thawj tsab cai lij choj txuas ntxiv mus. Saib duab 9.

Txoj Cai Xoom:

Txoj cai xoom hais tias yog tias ob qho kev ua haujlwm hauv qhov sib luag nrog ib qho thib peb lawv muaj nyob rau hauv kev sib luag nrog txhua tus. Piv txwv li, rau Daim Duab 10, yog tias A yog nyob rau hauv thermal equilibrium nrog C, thiab C yog nyob rau hauv thermal equilibrium nrog B, ces A yog nyob rau hauv thermal equilibrium nrog B.

Lwm cov ntsiab lus ntawm Termodynamics

Zog

Ib feem ntawm lub qab ntuj uas yog qhov kev nyiam lossis kawm. Rau lub khob kas fes nyob hauv Daim Duab 11, "lub kaw lus" yog cov ntsiab lus ntawm lub khob (kas fes) qhov twg hloov chaw ntawm lub zog thermal tuaj yeem kawm. Saib duab 12. [4]

Ib puag ncig

Nws yog lub qab ntuj khwb sab nraud ntxiv rau hauv qhov system uas kawm. Hauv daim duab 12, lub khob kas fes tau suav hais tias yog "ciam teb" uas muaj kas fes (kab ke) thiab dab tsi sab nraum lub khob (ciam teb) yog "ib puag ncig" ntawm lub kaw lus.

Thermodynamic Sib Nqus

Lub xeev nyob rau hauv uas lub zog ntawm cov system tau txhais zoo thiab tsis txawv lub sijhawm. Thaum lub kaw lus ua kom ntsuas cov cua sov ua kom muaj zog, kev siv lub cev muaj zog thiab tshuaj lom neeg sib npaug, nws yog nyob rau hauv "thermodynamic equilibrium". Hauv kev sib luag, lub kaw lus tsis tuaj yeem hloov kho nws lub xeev tshwj tsis yog ib tus neeg sawv cev sab nraud ua rau nws. Saib duab 13.

Ntsa

Cov chaw uas tso cai lossis tiv thaiv kev sib cuam tshuam ntawm kab ke. Yog hais tias lub phab ntsa tso cai rau cov khoom hla, nws tau hais tias yog ib phab ntsa permeable. Phab ntsa adiabatic yog ib qho uas tsis pub hloov tshav kub ntawm ob lub system. Thaum phab ntsa tso cai hloov chaw ntawm lub zog hluav taws xob thermal nws yog hu ua diathermic phab ntsa. Saib duab 14.

SIB THAM

Zog yog qhov peev xwm txav teeb meem. Qhov no tuaj yeem hloov los ntawm kev hloov kho nws cov teeb meem lossis xeev.

Thermodynamics yog kev tshawb fawb los ntawm kev kawm txog kev sib pauv thiab kev hloov pauv ntawm lub zog hauv cov txheej txheem. Txoj kev kawm txog kev hloov pauv hluav taws xob hauv kev txaij hluav taws xob yog raws li plaub txoj cai. Thawj txoj cai thib ib thiab thib ob cuam tshuam nrog qhov zoo thiab ntau npaum li cas ntawm lub zog; thaum txoj cai thib peb thiab thib plaub cuam tshuam txog cov thermodynamic zog (kub thiab entropy).

Lub ntsuas kub yog qhov ntsuas ntawm qhov ntsuas ntawm kev ntxhov siab ntawm cov molecules uas tsim lub cev, thaum tshav kub yog qhov hloov ntawm lub zog thermal ntawm ob lub cev uas nyob ntawm qhov sib txawv ntawm qhov kub.

Thermodynamic sib npaug muaj nyob thaum lub kaw lus ib txhij hauv cov cua sov ua kom muaj zog, kev siv lub tshuab kom sib npaug thiab tshuaj sib npaug.

Ua tsaug-koj ceeb toom: Rau kev txhim kho cov ntawv sau no peb tau muaj lub meejmom ntawm muaj kev pab tswv yim ntawm Marisol Pino, Tus Kws Paub Txog Chaw Lag Luam thiab Kev Tswj Xyuas.