Thermodynamics, kini o jẹ ati awọn ohun elo rẹ
Thermodynamics jẹ imọ-jinlẹ ti o da lori iwadi ti agbara. Awọn ilana Thermodynamic waye lojoojumọ ni igbesi aye, ni awọn ile, ni ile-iṣẹ, pẹlu iyipada ti agbara, gẹgẹbi ninu awọn ohun elo itutu afẹfẹ, awọn firiji, awọn ọkọ ayọkẹlẹ, awọn igbomikana, laarin awọn miiran. Nitorinaa pataki ti iwadi ti Thermodynamics, da lori awọn ofin ipilẹ mẹrin ti o fi idi awọn ibatan mulẹ laarin didara ati opoiye ti agbara, ati awọn ohun-ini thermodynamic.
Lati ni oye awọn ofin ti Thermodynamics, ni ọna ti o rọrun, ẹnikan ni lati bẹrẹ lati diẹ ninu awọn imọran ipilẹ ti o farahan ni isalẹ, gẹgẹbi agbara, igbona, iwọn otutu, laarin awọn miiran.
A pe o lati wo nkan naa Agbara Ofin ti Watt (Awọn ohun elo - Awọn adaṣe)
Thermodynamics
Itan diẹ:
Thermodynamics ṣe iwadi awọn paṣipaarọ ati awọn iyipada ti agbara ninu awọn ilana. Tẹlẹ ninu awọn ọdun 1600 Galileo bẹrẹ lati ṣe awọn ẹkọ ni agbegbe yii, pẹlu ipilẹṣẹ ti thermometer gilasi, ati ibatan ti iwuwo ti omi ati iwọn otutu rẹ.
Pẹlu Iyika ile-iṣẹ, awọn iwadi ni a ṣe lati mọ awọn ibatan laarin ooru, iṣẹ ati agbara ti awọn epo, bakanna lati ṣe ilọsiwaju iṣẹ ti awọn ẹrọ ategun, thermodynamics ti o nwaye bi imọ ijinlẹ iwadii, bẹrẹ ni 1697 pẹlu ẹrọ ategun ti Thomas Savery . Awọn ofin akọkọ ati keji ti thermodynamics ni a mulẹ ni 1850. Ọpọlọpọ awọn onimo ijinlẹ sayensi bii Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell, laarin awọn miiran, ṣe alabapin si idagbasoke imọ-jinlẹ yii, "Thermodynamics."
Kini thermodynamics?
Thermodynamics jẹ imọ-jinlẹ ti o ṣe iwadi awọn iyipada agbara. Ni iṣaaju o ti kẹkọọ bii a ṣe le yi ooru pada si agbara, ninu awọn ẹrọ ategun, awọn ọrọ Giriki “thermos” ati “dynamis” ni wọn lo lati lorukọ imọ-jinlẹ tuntun yii, ti o ṣe ọrọ “thermodynamics”. Wo nọmba 1.
Awọn ohun elo Thermodynamic
Agbegbe ti ohun elo ti thermodynamics jẹ fife pupọ. Iyipada ti agbara waye ni awọn ilana pupọ lati ara eniyan, pẹlu tito nkan lẹsẹsẹ ti ounjẹ, si ọpọlọpọ awọn ilana ile-iṣẹ fun iṣelọpọ awọn ọja. Ninu awọn ile awọn ẹrọ tun wa nibiti a ti lo thermodynamics si awọn irin, awọn ẹrọ igbona omi, awọn amunisin afẹfẹ, laarin awọn miiran. A tun lo awọn ilana ti thermodynamics tun ni ọpọlọpọ awọn aaye miiran, gẹgẹ bi ninu awọn ohun ọgbin agbara, awọn ọkọ ayọkẹlẹ, ati awọn apata. Wo nọmba 2.
Awọn ipilẹ ti Thermodynamics
Agbara (E)
Ohun-ini ti eyikeyi ohun elo tabi ara ti kii ṣe ohun elo tabi eto ti o le yipada nipasẹ iyipada ipo rẹ tabi ipo rẹ. O tun ṣalaye bi agbara tabi agbara lati gbe ọrọ. Ni nọmba 3 o le wo diẹ ninu awọn orisun agbara.
Awọn fọọmu ti agbara
Agbara wa ni awọn ọna pupọ, gẹgẹbi afẹfẹ, itanna, ẹrọ, agbara iparun, laarin awọn miiran. Ninu iwadi ti thermodynamics, agbara kainetik, agbara agbara ati agbara inu ti awọn ara ni a lo. Agbara kainetik (Ec) ni ibatan si iyara, agbara ti o ni agbara (Ep) pẹlu giga ati agbara inu (U) pẹlu iṣipopada awọn molikula inu. Wo nọmba 4.
Ooru (Q):
Gbigbe ti agbara igbona laarin awọn ara meji ti o wa ni awọn iwọn otutu ọtọtọ. Wọn iwọn ooru ni Joule, BTU, awọn ẹsẹ-ẹsẹ, tabi ni awọn kalori.
Igba otutu (T):
O jẹ iwọn ti agbara kainetik ti awọn atomu tabi awọn molikula ti o ṣe eyikeyi ohun elo. O ṣe iwọn iwọn ti agun ti awọn molikula inu ti nkan, ti agbara igbona rẹ. Ti o tobi si iṣipopada ti awọn ohun elo naa, iwọn otutu ti o ga julọ. O wọn ni awọn iwọn Celsius, awọn iwọn Kelvin, awọn ipo Rankine, tabi awọn iwọn Fahrenheit. Ni nọmba 5 a ṣe afihan deede laarin diẹ ninu awọn irẹjẹ otutu.
Awọn Ilana Thermodynamic
Iwadi ti awọn iyipada agbara ni thermodynamics da lori awọn ofin mẹrin. Awọn ofin akọkọ ati keji ni ibatan si didara ati opoiye ti agbara; lakoko ti ofin kẹta ati ẹkẹrin ni ibatan si awọn ohun-ini thermodynamic (iwọn otutu ati entropy). Wo awọn nọmba 6 ati 7.
Ofin akọkọ ti Thermodynamics:
Ofin akọkọ ṣe agbekalẹ ilana ti itọju agbara. A le gbe agbara lati ara kan si ekeji, tabi yipada si ọna agbara miiran, ṣugbọn o tọju nigbagbogbo, nitorinaa iye agbara ti agbara nigbagbogbo wa nigbagbogbo.
Rọọlu ti ere idaraya jẹ apẹẹrẹ to dara ti Ofin ti Itoju ti agbara, nibiti o ti rii pe agbara ko ṣẹda tabi run, ṣugbọn o yipada si iru agbara miiran. Fun skater bii ọkan ninu eeya 8, nigbati awọn ipa agbara walẹ nikan ni o ni ipa, a ni lati:
- Ipo 1: Nigbati skater ba wa ni oke ti rampu naa, o ni agbara inu ati agbara agbara nitori giga ti o wa, ṣugbọn agbara kainetik rẹ jẹ odo nitori ko wa ni iṣipopada (iyara = 0 m / s).
- Ipo 2: Bi skater ti bẹrẹ lati rọra yọ isalẹ rampu naa, giga naa dinku, dinku agbara inu ati agbara agbara, ṣugbọn jijẹ agbara agbara rẹ, bi iyara rẹ ti n pọ si. Agbara ti wa ni yipada sinu agbara kainetik. Nigbati skater de aaye ti o kere julọ ti rampu (ipo 2), agbara agbara rẹ jẹ odo (giga = 0m), lakoko ti o gba iyara ti o ga julọ ninu irin-ajo rẹ ni isalẹ isalẹ.
- Ipo 3: Bi ibọn gigun ti n lọ, skater padanu iyara, dinku agbara agbara rẹ, ṣugbọn agbara ti inu n pọ si, ati agbara agbara, bi o ti ni giga.
Ofin keji ti thermodynamics:
Ofin keji ni ibatan si “didara” ti agbara, ni iṣapeye ti iyipada ati / tabi gbigbe agbara. Ofin yii fi idi rẹ mulẹ pe ninu awọn ilana gidi agbara agbara maa n dinku. Agbekale ti ohun-ini thermodynamic "entropy" ti ṣafihan. Ninu awọn alaye ti ofin keji o ti fi idi mulẹ nigbati ilana kan le waye ati nigbati ko le ṣe, paapaa ti ofin akọkọ ba tẹsiwaju lati ṣẹ. Wo nọmba 9.
Ofin Odo:
Ofin odo sọ pe ti awọn ọna meji ni iwọntunwọnsi pẹlu ẹkẹta ba wa ni iwọntunwọnsi pẹlu ara wọn. Fun apẹẹrẹ, fun Nọmba 10, ti A ba wa ni iwọntunwọnsi gbona pẹlu C, ati C wa ni iwọntunwọnsi igbona pẹlu B, lẹhinna A wa ni iwọntunwọnsi igbona pẹlu B.
Awọn imọran miiran ti Termodynamics
Eto
Apakan ti agbaye ti o ni anfani tabi iwadi. Fun ife ti kọfi ni Nọmba 11, “eto” ni akoonu ti ago (kọfi) nibiti gbigbe ti agbara igbona le le ka. Wo nọmba 12. [4]
Ayika
O jẹ iyoku agbaye ti ita si eto labẹ ikẹkọ. Ninu Nọmba 12, a ka ife kọfi si “aala” eyiti o ni kọfi (eto) ati ohun ti o wa ni ita ago (aala) ni “ayika” ti eto naa.
Iwontunwonsi Thermodynamic
Ipinle ninu eyiti awọn ohun-ini ti eto ti ṣalaye daradara ati pe ko yatọ si akoko. Nigbati eto kan ba ṣe afihan iwọntunwọnsi ti iwọn otutu, iwọntunwọnsi ẹrọ ati iṣiro kemikali, o wa ni “iwọntunwọnsi thermodynamic”. Ni iwọntunwọnsi, eto kan ko le ṣe atunṣe ipo rẹ ayafi ti oluranlowo ita ba ṣiṣẹ lori rẹ. Wo nọmba 13.
Odi
Nkan ti o fun laaye tabi ṣe idiwọ awọn ibaraẹnisọrọ laarin awọn ọna ṣiṣe. Ti ogiri ba gba aye laaye ohun elo, o sọ pe odi odi kan. Odi adiabatic jẹ ọkan ti ko gba laaye gbigbe ooru laarin awọn ọna meji. Nigbati odi ba gba laaye gbigbe ti agbara igbona o pe ni odi diathermic. Wo nọmba 14.
Awọn ipinnu
Agbara ni agbara lati gbe ọrọ. Eyi le yipada nipasẹ yiyipada ipo rẹ tabi ipo rẹ.
Thermodynamics jẹ imọ-jinlẹ ti o ṣe iwadi awọn paṣipaarọ ati awọn iyipada ti agbara ninu awọn ilana. Iwadi ti awọn iyipada agbara ni thermodynamics da lori awọn ofin mẹrin. Awọn ofin akọkọ ati keji ni ibatan si didara ati opoiye ti agbara; lakoko ti awọn ofin kẹta ati ẹkẹrin ni ibatan si awọn ohun-ini thermodynamic (iwọn otutu ati entropy).
Igba otutu jẹ wiwọn iwọn ti riru ti awọn ohun ti o ṣe ara kan, lakoko ti igbona jẹ gbigbe ti agbara igbona laarin awọn ara meji ti o wa ni awọn iwọn otutu oriṣiriṣi.
Iwontunwonsi Thermodynamic wa nigbati eto ba wa ni igbakanna ni iwọntunwọnsi igbona, iwọntunwọnsi ẹrọ ati iṣiro kemikali.
Akiyesi-o ṣeun: Fun idagbasoke nkan yii a ti ni ọla ti nini imọran ti Marisol Pino, Ọjọgbọn ni Irinṣẹ Iṣẹ ati Iṣakoso.