Термодинамиката е ... Дефиниция, закони, приложения и процеси

Какво е термодинамиката? Това е част от физика, която се занимава с изучаването на свойствата на макроскопичните системи. В същото време, методите на преобразуване на енергията и методите за нейното предаване също попадат в изследването. Термодинамиката е част от физика, който изучава процесите, протичащи в системите и техните държави. За какво още попада в списъка с нещата, които са проучени от нея, ще говорим днес.

дефиниция

На снимката по-долу можете да видите пример за термограма, получена от буркан с гореща вода.

Термодинамиката е наука, която разчита на обобщени факти, получени от опита. Процесите, които се срещат в термодинамичните системи, се описват с помощта на макроскопични величини. Техният списък включва такива параметри като концентрация, налягане, температура и други подобни. Ясно е, че отделните молекули са приложими, като намалява до описание на системата като цяло, форма (за разлика от тези стойности, които се използват в електродинамика, например).

Термодинамиката е отрасъл на физиката, който има свои собствени закони. Те, както и останалите, са от общ характер. Конкретните подробности за структурата на дадено вещество няма да окажат значително влияние върху характера на законите. Ето защо те се каже, че този клон на физиката е един от най-полезните (или по-скоро успешно приложимо) в областта на науката и технологиите.

приложение

Изброяването на примери може да бъде много дълго. Например, много решения, базирани на термодинамични закони, могат да бъдат намерени в областта на топлотехниката или електроенергетиката. Ами описанието и разбирането на химичните реакции, фазовите преходи, транспортните феномени. По някакъв начин термодинамиката "сътрудничи" с квантовата динамика. Сферата на техния контакт е описание на явлението черни дупки.

закони

Картината по-горе демонстрира същността на един от термодинамичните процеси - конвекция. Топлите слоеве на материята се издигат до върха, студените слоеве - слизат.

Алтернативното име на законите, което, между другото, не се използва като пример по-често, това е началото на термодинамиката. Към днешна дата те знаят три (плюс един "нула" или "общ"). Но преди да говорим за това какво означава всеки от законите, ще се опитаме да отговорим на въпроса кои са началото на термодинамиката.

Те представляват набор от определени постулати, които формират основата за разбиране на процесите в макросистемите. Позициите на началото на термодинамиката се установяват емпирично, като се провеждат серия от експерименти и научни изследвания. По този начин съществуват известни доказателства, които ни позволяват да впишем постулатите в служба без никакво съмнение относно точността им.

Някои хора се питат защо термодинамиката се нуждае от тези закони. Е, можем да кажем, че трябва да ги използват се дължи на факта, че тази част от физиката на макроскопски параметри са описани в общи линии, без никаква следа от проверка на тяхното естество или микроскопична характеристики на един и същ план. Това не е сферата на термодинамиката, а на статистическата физика, да бъде по-конкретна. Друго важно нещо е фактът, че началото на термодинамиката не зависи един от друг. Това означава, че една от секундата не може да бъде изведена.

приложение

Прилагането на термодинамиката, както беше казано по-рано, върви в много посоки. Между другото, един от нейните принципи се възприема като основа, която се интерпретира по друг начин под формата на закона за опазване на енергията. Термодинамичните решения и постулатите успешно се въвеждат в такива отрасли като енергетиката, биомедицината, химията. В биологичната енергия се използва универсално законът за опазване на енергията и законът за вероятността и посоката на термодинамичния процес. Заедно с това се използват три най-общи концепции, на които се основават цялата работа и нейното описание. Това е термодинамична система, процесът и фазата на процеса.

процеси

Процесите в термодинамиката имат различна степен на сложност. Има седем от тях. По принцип процесът в този случай трябва да се разбира само като промяна в макроскопското състояние, в което системата е въведена по-рано. Трябва да се разбере, че разликата между условното първоначално състояние и крайния резултат може да бъде незначителна.

Ако разликата е незначителна, тогава процесът може да се нарече елементарен. Ако обсъждаме процесите, ще трябва да прибегнем до споменаването на допълнителни условия. Един от тях е "работното тяло". Работното тяло е система, в която се осъществява един термичен процес или няколко.

Условно процесите се подразделят на неравновесие и равновесие. В случая на последното, всички състояния, през които трябва да премине термодинамичната система, са съответно равновесие. Често промяната на състоянието се случва в такива случаи с бързи темпове. Но равновесните процеси са близки до квазистатичните. В тях промените са много по-бавни.

Термичните процеси, възникващи в термодинамичните системи, могат да бъдат обратими или необратими. За да разберем същността, ние разделяме в нашата презентация последователността от действия на определени интервали. Ако можем да направим същия процес в обратна посока със същите "междинни станции", то може да се нарече обратимо. В противен случай тя няма да работи.