Lati ni oye, ni ọna ti o rọrun, agbaye gbooro ati idiju ti Thermodynamics, o ni iṣeduro lati lọ ni igbesẹ nipasẹ igbesẹ bẹrẹ pẹlu atunyẹwo ti awọn ofin ipilẹ, ifihan si awọn ilana thermodynamic, ati lẹhinna keko ni ijinle diẹ sii awọn ofin thermodynamic, bii wọn ti wa ni ṣafihan mathematiki.ati awọn ohun elo rẹ.
Pẹlu awọn ofin mẹrin ti thermodynamics (ofin odo, ofin akọkọ, ofin keji ati ofin kẹta), o ṣe apejuwe bi awọn gbigbe ati awọn iyipada ti agbara laarin awọn ọna ṣiṣe oriṣiriṣi ṣiṣẹ; jẹ ipilẹ fun oye ọpọlọpọ awọn iyalẹnu-kemikali ti iseda.
Atunwo ti awọn imọran ipilẹ
A pe o lati wo nkan naa THERMODYNAMICS, kini o jẹ ati awọn ohun elo rẹ
O le ṣe iranlowo alaye yii pẹlu nkan naa Agbara Ofin ti Watt (Awọn ohun elo - Awọn adaṣe) Fun bayi A NIPA ...
Awọn fọọmu ti agbara
Agbara, ohun-ini ti awọn ara lati yi ara wọn pada nipa ṣiṣatunṣe ipo wọn tabi ipo wọn, waye ni ọpọlọpọ awọn ọna, gẹgẹbi agbara kainetik, agbara agbara ati agbara inu ti awọn ara. Wo nọmba 1.
Iṣẹ
O jẹ ọja ti ipa atipopo, mejeeji wọn ni itọsọna kanna. Lati ṣe iṣiro iṣẹ naa, paati ti ipa ti o ni afiwe si gbigbepo nkan naa ni lilo. A wọn iṣẹ ni Nm, Joule (J), ft.lb-f, tabi BTU. Wo nọmba 2.
Ooru (Q)
Gbigbe ti agbara igbona laarin awọn ara meji ti o wa ni awọn iwọn otutu ọtọtọ, ati pe o waye nikan ni ori pe iwọn otutu n dinku. Wọn iwọn ooru ni Joule, BTU, awọn ẹsẹ-ẹsẹ, tabi ni awọn kalori. Wo nọmba 3.
Awọn Ilana Thermodynamic
Ofin Odo - Ilana Odo
Ofin odo ti thermodynamics sọ pe ti awọn ohun meji, A ati B, ba wa ni iwọntunwọnsi igbona pẹlu ara wọn, ati pe ohun A wa ni isọdọkan pẹlu nkan kẹta C, lẹhinna nkan B wa ni iwọntunwọnsi igbona pẹlu nkan C. Iwontunwọnsi Gbona naa waye nigbati awọn ara meji tabi diẹ sii wa ni iwọn otutu kanna. Wo nọmba 4.
Ofin yii ni a ka si ofin ipilẹ thermodynamics. O ti fiweranṣẹ bi “Ofin Odo” ni ọdun 1935, nitori o ti fiweranṣẹ lẹhin akọkọ ati keji ofin ti thermodynamics ti ṣe.
1st Ofin ti Thermodynamics (Ilana ti agbara ti agbara)
Alaye ti Ofin Akọkọ ti Thermodynamics:
Ofin akọkọ ti thermodynamics, ti a tun mọ gẹgẹbi ilana ti itoju agbara, sọ pe a ko ṣẹda tabi run agbara, o yipada nikan si iru agbara miiran, tabi o ti gbe lati nkan kan si omiiran. Bayi lapapọ iye agbara ni agbaye ko yipada.
Ofin akọkọ ti ṣẹ ni “ohun gbogbo”, o ti gbe agbara ati yipada ni igbagbogbo, fun apẹẹrẹ, ninu diẹ ninu awọn ẹrọ itanna, gẹgẹbi awọn alapọpọ ati awọn alamọpo, agbara itanna ti yipada si ẹrọ ati agbara igbona, ninu ara eniyan wọn yipada kemikali agbara ti ounjẹ ti o jẹ sinu agbara kainetik nigbati ara wa ni iṣipopada, tabi awọn apẹẹrẹ miiran bii awọn ti o han ni nọmba 5.
Idogba ti Ofin akọkọ ti Thermodynamics:
Idogba ti ofin akọkọ laarin awọn ilana thermodynamic ṣalaye dọgbadọgba ti o gbọdọ wa laarin awọn oriṣi agbara ni ilana ti a fifun. Niwọn igba, ni awọn ọna pipade [1], awọn paṣipaaro agbara ni a le fun nikan nipasẹ gbigbe ti ooru, tabi nipasẹ iṣẹ ti a ṣe (nipasẹ tabi lori eto), o ti fi idi mulẹ pe iyatọ agbara ti eto kan dogba si apapọ awọn gbigbe agbara nipasẹ ooru ati nipasẹ iṣẹ. Wo nọmba 6.
Ti o ṣe akiyesi pe awọn agbara ti a ṣe akiyesi ni iwọntunwọnsi agbara yii jẹ agbara kainetik, agbara agbara ati agbara inu [1], iwọntunwọnsi agbara fun awọn ọna pipade wa bi a ṣe han ninu nọmba 7.
- (ec) Agbara kinetiki, nitori gbigbe ara kan;
- (ep) Agbara Agbara, nitori ipo ti ara kan ni aaye walẹ;
- (TABI) Agbara inu, nitori awọn ilowosi airiiki ti imọ-ara ati agbara agbara ti awọn molikula inu ti ara kan.
Idaraya 1.
Apoti ti a fi edidi jẹ nkan kan, pẹlu agbara ibẹrẹ ti 10 kJ. A ru nkan na pẹlu alatako ti o ṣe iṣẹ 500 J, lakoko ti orisun ooru n gbe 20 kJ ti ooru si nkan na. Ni afikun, 3kJ ti ooru ni a tu silẹ sinu afẹfẹ lakoko ilana naa. Ṣe ipinnu agbara ikẹhin ti nkan na. Wo nọmba 8.
Solusan:
Ni nọmba 9 o le wo ooru ti a fi kun nipasẹ orisun ooru, eyiti a ṣe akiyesi “rere” nitori o mu agbara ti nkan na pọ si, ooru ti a tu silẹ sinu afẹfẹ, odi nitori o dinku agbara nkan na, ati iṣẹ ti ategun, eyiti o mu ki agbara mu ami rere.
Ninu nọmba 10 a gbekalẹ iwontunwonsi agbara, ni ibamu si ofin akọkọ ti thermodynamics ati pe agbara ikẹhin ti nkan na ni a gba.
Ofin keji ti thermodynamics
Awọn alaye pupọ lo wa ti ofin keji ti thermodynamics: Gbólóhùn ti Planck-Kelvin, Clausius, Carnot. Olukuluku wọn fihan abala oriṣiriṣi ofin keji. Ni gbogbogbo ofin keji ti thermodynamics ṣe ifiweranṣẹ:
- Itọsọna ti awọn ilana ilana thermodynamic, aiṣedeede ti awọn iyalẹnu ti ara.
- Iṣe ṣiṣe ti awọn ẹrọ igbona.
- Tẹ ohun-ini "entropy" sii.
Itọsọna ti awọn ilana thermodynamic:
Lẹẹkọkan ninu iseda, awọn ṣiṣan agbara tabi ti gbe lati ipo agbara to ga julọ si ipo agbara ti o kere julọ. Ooru n ṣan lati awọn ara gbona si awọn ara tutu ati kii ṣe idakeji. Wo nọmba 11.
Ṣiṣe tabi ṣiṣe igbona:
Gẹgẹbi ofin akọkọ ti thermodynamics, agbara ko ṣe ṣẹda tabi run, ṣugbọn o le yipada tabi gbe. Ṣugbọn ni gbogbo awọn gbigbe tabi awọn iyipada ti agbara iye kan ti kii ṣe iwulo lati ṣe iṣẹ. Bi agbara ti gbe tabi yipada, apakan ti agbara akọkọ ni a tu silẹ bi agbara igbona: awọn ibajẹ agbara, padanu didara.
Ni eyikeyi iyipada agbara, iye agbara ti a gba jẹ nigbagbogbo kere si agbara ti a pese. Imudara igbona jẹ iye ooru lati orisun ti o yipada si iṣẹ, ipin laarin agbara iwulo ti o gba ati agbara ti a pese ni iyipada kan. Wo nọmba 12.
Ẹrọ Gbona tabi Ẹrọ Gbona:
Ẹrọ ooru jẹ ẹrọ ti o yi iyipada ooru pada si iṣẹ tabi agbara ẹrọ, fun eyiti o nilo orisun ti o pese ooru ni iwọn otutu giga.
Ninu awọn ẹrọ igbona ohun elo bii oru omi, afẹfẹ tabi epo ni a lo. Nkan na farahan lẹsẹsẹ awọn iyipada ti thermodynamic ni ọna iyika, ki ẹrọ le ṣiṣẹ lemọlemọfún.
Idaraya 2.
Ẹrọ ọkọ ayọkẹlẹ ẹru n ṣe ooru ni ijona nipasẹ epo petirolu. Fun ọmọ kọọkan ti ẹrọ naa, ooru ti 5 kJ ti yipada si 1kJ ti iṣẹ ẹrọ. Kini ṣiṣe ọkọ ayọkẹlẹ naa? Elo ooru ti tu silẹ fun iyipo kọọkan ti ẹrọ naa? Wo nọmba 13
Solusan:
Lati pinnu igbona ti a ti tu silẹ, o gba pe ninu awọn ẹrọ igbona iṣẹ apapọ jẹ dogba si gbigbe igbona apapọ si eto naa. Wo nọmba 14.
Idawọle:
Entropy jẹ alefa ti aibikita tabi rudurudu ninu eto kan. Entropy jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe iwọn apakan ti agbara ti a ko le lo lati ṣe iṣẹ, iyẹn ni pe, o gba laaye lati ṣe iwọn aiṣedeede ilana ilana thermodynamic.
Gbigbe agbara kọọkan ti o waye n mu entropy ti gbogbo agbaye pọ si ati dinku iye agbara lilo ti o wa lati ṣe iṣẹ. Ilana thermodynamic eyikeyi yoo tẹsiwaju ni itọsọna ti o mu ki entropy lapapọ ti agbaye pọ si. Wo nọmba 15.
3rd Ofin ti Thermodynamics
Ofin Kẹta ti Thermodynamics tabi Nerst Postulate
Ofin kẹta ti thermodynamics ni ibatan si iwọn otutu ati itutu agbaiye. O sọ pe entropy ti eto kan ni odo pipe jẹ ibakan ti o daju. Wo nọmba 16.
Egba Egba jẹ iwọn otutu ti o kere julọ ni isalẹ eyiti ko si iwọn kekere mọ, o jẹ tutu julọ ti ara le jẹ. Egba ti o pe ni 0 K, deede si -273,15 .C.
Ipari
Awọn ipilẹ thermodynamic mẹrin wa. Ninu opo odo o ti fi idi mulẹ pe iwọntunwọnsi igbona waye nigbati awọn ara meji tabi ju bẹẹ ba wa ni iwọn otutu kanna.
Ofin akọkọ ti thermodynamics ṣe ajọṣepọ pẹlu itọju agbara laarin awọn ilana, lakoko ti ofin keji ti thermodynamics ṣe ajọṣepọ pẹlu itọsọna lati isalẹ lati entropy ti o ga julọ, ati ṣiṣe tabi ṣiṣe ti awọn ẹrọ ooru ti o yi ooru pada si iṣẹ.
Ofin kẹta ti thermodynamics ni ibatan si iwọn otutu ati itutu agbaiye, o sọ pe entropy ti eto kan ni odo pipe jẹ ibakan ti o daju.