Објашњавамо шта је термодинамика и од чега се састоји термодинамички систем. Такође, који су закони термодинамике.
Енергија се из једног система у други може размењивати само као топлота или рад.Шта је термодинамика?
Зове се термодинамика (од грч термос, "Хеат" и динамос, „Снага, снага“) на грани од физички која проучава механичка дејства топлоте и других сличних облика енергије. Његова студија приступа објектима као стварним макроскопским системима, кроз научни метод и дедуктивно закључивање, обраћајући пажњу на опсежне варијабле као што су ентропија, унутрашња енергија или обим; као и неекстензивне варијабле као нпр температура, тхе Притисак или хемијски потенцијал, између осталих врста величина.
Међутим, термодинамика не нуди тумачење величина које проучава, а њени предмети проучавања су увек система у стању равнотеже, односно оне чије карактеристике се могу одредити унутрашњим елементима а не толико спољашњим силама које на њих делују. Из тог разлога, сматрајте да је Енергија може само да се размени из једног система у други као а топлота или од посао.
Формално проучавање термодинамике почело је захваљујући Отоу фон Герикеу 1650. године, немачком физичару и правнику који је дизајнирао и направио прву вакуум пумпу, оповргавајући Аристотела и његову максиму да се „природа гнуша вакуума“ својим применама. Након овог проналаска, научници Роберт Боиле и Роберт Хооке они су побољшали своје системе и погледали корелацију између притиска, температуре и запремине. Тако су рођени принципи термодинамике.
Термодинамички систем
Отворени системи размењују енергију и материју са својим окружењем.Термодинамички систем се схвата као део универзума који је, у сврху проучавања, концептуално изолован од осталих и покушава да разуме аутономно. Обратите пажњу на начине на које се енергија мења или чува и, у исто време, на њену размену материја и/или енергије са околином или са другим сличним системима (ако их има). То је, дакле, метод проучавања термодинамике.
Главни критеријум за класификацију ових система заснива се на степену њихове изолованости од околине, чиме се разликују:
- Отворени системи. Они који слободно размењују енергију и материју са својом околином, као што то чини већина познатих система у свакодневном животу. На пример: аутомобил. Једна му руку гориво и враћа се у околину гасови И топлота.
- Затворени системи. Они који размењују енергију са својом околином, али не материју. Ово се дешава са затвореним контејнером, као што је конзерва, чији је садржај непроменљив, али губи топлоту савременске прилике, распршујући га у ваздух око себе.
- Изоловани системи. Оне које, у одређеној мери, не размењују енергију или материју са околином. Наравно, не постоје савршено изоловани системи, али у извесној мери постоје: термос који садржи Вода вруће ће задржати температуру неко време, довољно да остане изоловано неко време.
Закони термодинамике
„Нулти закон“ се логички изражава овако: ако је А = Ц и Б = Ц, онда је А = Б.
Термодинамиком управља оно што је установљено у њена четири основна принципа или закона, које су формулисали различити научници током историје овог дисциплина. Наведени принципи или закони су:
- Први принцип, или Закон одржања енергије. Он каже да ће укупна количина енергије у било ком физичком систему изолованом од његовог окружења увек бити иста, иако се може трансформисати из једног облика енергије у много различитих. Са мање речи: "Енергија се не може створити или уништити, само трансформисати."
- Трећи принцип, или закон апсолутне нуле. То диктира да ће ентропија система који је доведен на апсолутну нулу увек бити дефинитивна константа. То значи да при достизању апсолутне нуле (-273,15 °Ц или 0 К) процеси физичких система престају и ентропија има константну минималну вредност.
- Принцип нуле или закон топлотне равнотеже. Зове се „нулти закон” јер, иако је био последњи, основна и основна правила која она успоставља имају предност над остала три закона. Он диктира да „ако су два система ин топлотна равнотежа независно са трећим системом, они такође морају бити у топлотној равнотежи једни са другима.
Хемијска термодинамика
Хемијска термодинамика је посебна област проучавања, фокусирана на корелацију између топлоте и рада, и хемијске реакције, све уоквирено оним што је установљено принципима термодинамике. Односно, ради се о примени закона термодинамике, посебно прва два, на свет реакција између супстанци и једињења, како би се добиле такозване „основне Гибсове једначине“, које регулишу начин на који хемијска енергија садржане у различитим једињењима мења се и преноси, или како степен ентропије универзум сваки пут када дође до спонтане реакције.