Termodinamik nedir? Bu, makroskopik sistemlerin özelliklerinin incelenmesiyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Aynı zamanda, enerjiyi dönüştürme yöntemleri ve transfer yöntemleri de çalışmanın kapsamına girer. Termodinamik, sistemlerde meydana gelen süreçleri ve durumlarını inceleyen bir fizik dalıdır. Çalıştığı şeyler listesinde başka neler olduğu hakkında konuşacağız.
Tanım
Aşağıdaki resimde bir sürahi sıcak su çalışırken elde edilen bir termogram örneğini görebilirsiniz.
Termodinamik, ampirik olarak elde edilen genelleştirilmiş gerçeklere dayanan bir bilimdir. Termodinamik sistemlerde meydana gelen süreçler makroskopik büyüklükler kullanılarak tanımlanır. Listeleri, konsantrasyon, basınç, sıcaklık ve benzeri gibi parametreleri içerir. Tek tek moleküllere uygulanamayacakları açıktır, ancak sistemin genel biçiminde (örneğin elektrodinamikte kullanılan miktarların aksine) sistemin bir tanımına indirgenirler.
Termodinamik, kendi yasaları da olan bir fizik dalıdır. Diğerleri gibi onlar da genel niteliktedir. Bir yapının belirli ayrıntılarıSeçtiğimiz diğer herhangi bir maddenin yasaların doğası üzerinde önemli bir etkisi olmayacaktır. Bu yüzden bu fizik dalının bilim ve teknolojide en uygulanabilir (ya da daha doğrusu başarıyla uygulanan) dallardan biri olduğunu söylüyorlar.
Uygulama
Örneklerin listesi çok uzun olabilir. Örneğin, termik mühendislik veya elektrik enerjisi endüstrisi alanında termodinamik yasalara dayalı birçok çözüm bulunabilir. Kimyasal reaksiyonların, faz geçişlerinin, transfer fenomenlerinin tanımı ve anlaşılması hakkında söylemeye gerek yok. Bir bakıma termodinamik, kuantum dinamiği ile "işbirliği yapar". Temaslarının küresi, kara delikler olgusunun bir açıklamasıdır.
Yasalar
Yukarıdaki resim termodinamik süreçlerden birinin özünü göstermektedir - konveksiyon. Sıcak madde katmanları yükselir, soğuk katmanlar aşağı iner.
Bu arada, daha sık kullanılan kanunlar için alternatif bir isim, termodinamiğin başlangıcıdır. Bugüne kadar üç tane var (artı bir "sıfır" veya "genel"). Ancak kanunların her birinin ne anlama geldiği hakkında konuşmadan önce, termodinamiğin ilkelerinin ne olduğu sorusuna cevap vermeye çalışalım.
Onlar, makrosistemlerde meydana gelen süreçleri anlamanın temelini oluşturan bir dizi kesin varsayımdır. Termodinamik ilkelerinin hükümleri, bir dizi deney ve bilimsel araştırma yürütülerek ampirik olarak oluşturulmuştur. Böylece, bazı kanıtlar varkesinliklerinden tek bir şüphe duymadan varsayımları benimsememize izin veriyor.
Bazı insanlar termodinamiğin neden bu yasalara ihtiyaç duyduğunu merak ediyor. Bunları kullanma ihtiyacının, fiziğin bu bölümünde, makroskopik parametrelerin, mikroskobik doğaları veya aynı planın özellikleri dikkate alınmadan genel bir şekilde açıklanmasından kaynaklandığını söyleyebiliriz. Bu, termodinamiğin değil, daha spesifik olmak gerekirse istatistiksel fiziğin alanıdır. Bir diğer önemli nokta ise termodinamiğin ilkelerinin birbirinden bağımsız olmasıdır. Yani saniyelerden biri çalışmayacak.
Uygulama
Termodinamik uygulaması, daha önce bahsedildiği gibi, birçok yöne gider. Bu arada, enerjinin korunumu yasası şeklinde farklı yorumlanan ilkelerinden biri temel alınır. Termodinamik çözümler ve varsayımlar, enerji endüstrisi, biyotıp ve kimya gibi endüstrilerde başarıyla uygulanmaktadır. Burada biyolojik enerjide, enerjinin korunumu yasası ve termodinamik sürecin olasılık ve yönü yasası yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, tüm çalışmanın ve açıklamasının dayandığı en yaygın üç kavram burada kullanılmaktadır. Bu bir termodinamik sistem, süreç ve süreç aşamasıdır.
Süreçler
Termodinamikteki süreçler değişen derecelerde karmaşıklığa sahiptir. Yedi tane var. Genel olarak, bu durumda süreç, makroskopik durumdaki bir değişiklikten başka bir şey olarak anlaşılmamalıdır.hangi sistem daha önce verildi. Koşullu başlangıç durumu ile nihai sonuç arasındaki farkın ihmal edilebilir olabileceği anlaşılmalıdır.
Fark sonsuz derecede küçükse, gerçekleşen sürece temel diyebiliriz. Süreçleri tartışırsak, ek terimlerden bahsetmek zorunda kalacağız. Bunlardan biri de “çalışan beden”dir. Çalışan akışkan, bir veya birkaç termal işlemin gerçekleştiği bir sistemdir.
Süreçler geleneksel olarak dengesizlik ve denge olarak ikiye ayrılır. İkincisi durumunda, termodinamik sistemin geçmesi gereken tüm durumlar sırasıyla dengesizdir. Çoğu zaman, durumlardaki değişiklik bu gibi durumlarda hızlı bir şekilde gerçekleşir. Ancak denge süreçleri yarı statik olanlara yakındır. Onlarda, değişiklikler daha yavaştır.
Termodinamik sistemlerde meydana gelen termal süreçler hem tersinir hem de tersinmez olabilir. Özü anlamak için, temsilimizde eylem dizisini belirli aralıklara bölelim. Aynı işlemi aynı "ara istasyonlar" ile tersten yapabilirsek, o zaman tersinir olarak adlandırılabilir. Aksi takdirde çalışmayacaktır.
