Закони на термодинамиката

Термодинамиката е отрасъл на физиката, в рамките на който се изследва взаимното преобразуване на топлината в движение и обратно. Като доста обширна секция, тази част от приложната физика е разделена на няколко различни подраздела, които включват:

1. Основни закони на термодинамиката.
2. Фазови преходи и термодинамични процеси.
3. Термодинамични цикли и др.

Всъщност, законите на термодинамиката са не само нейната подраздел, но и постулати, основата, залегнала в изследванията част от физика. Известни са три термодинамични принципа.

Нека ги разгледаме по-подробно.

1. Първият закон или началото на термодинамиката. Първо си спомняме, че енергията непрекъснато се променя от един вид на друг. Трансформирането, в зависимост от условията, от кинетично до потенциално и обратно, енергията от системата не изчезва. Обаче, един безкомпромисен пример за махало, на което е дадено ускорение, поставя под съмнение тази теория. Като се движи, махалото има кинетична енергия, в крайните точки на амплитудата - потенциала. Теоретично, такова движение не трябва да има край и край, т.е. да е безкраен. На практика виждаме, че движенията постепенно избледняват, махалото спира. Това се дължи на съпротивлението на въздуха, което определя силата на триене при шофиране. В резултат на това енергията, която е трябвало да даде ускорение на махалото, се изразходва за преодоляване на въздушната пречка. В резултат на това се генерира топлина. Според експериментите на учените температурата на суспензията и околната среда се увеличава поради хаотичното движение на молекулите на веществото на махалото и въздуха.

всъщност, първият закон на термодинамиката по-известен като Закон за опазване на енергията. Нейната същност се крие във факта, че енергията в системата не изчезва, а само се превръща от един вид в друг и преминава от една форма в друга.

За пръв път подобно наблюдение е описано в средата на XIX век. К. Morom. Той отбеляза, че енергията може да се прехвърля в други държави: топлина, електричество, трафик, магнетизъм и т.н. Законът обаче е формулиран едва през 1847 г. от Хелмхолц, а през ХХ век. той получава наградата E = mc2, която включва и заключенията на А. Айнщайн.

2. Вторият закон или началото на термодинамиката. Създаден през 1850 г. от учения Р. Клаузий, той се състои в следното наблюдение: вътрешното разпределение на енергията в затворена система варира хаотично по такъв начин, че полезната енергия намалява, което води до повишена ентропия.

3. Третият закон или началото на термодинамиката. Като се има предвид идеята, че топлината е нередовно и хаотично движение на молекули, може да се заключи, че охлаждането на системата води до намаляване на тяхната двигателна активност. Ентропията е нула в случая, когато цялото хаотично движение на молекулите е напълно спряно.

Абсолютната стойност на ентропията на дадено вещество може да се изчисли, като се знае неговата топлинна мощност при абсолютна нула. V. Nernst чрез дълги и многобройни проучвания бе установено, че всички кристални вещества имат една и съща топлинна мощност: при абсолютна нула и е нула. Това заключение е третият закон на термодинамиката. Познавайки този факт, човек може да сравни ентропията на различни материали с температурни промени.

Има и така наречените нулевия закон на термодинамиката, итеСъстои се от следното: топлината от нагрятата част изолирана система обхваща всички негови елементи. По този начин, с течение на времето, температурата в същата система се изравнява.

Законите на термодинамиката са основните компоненти на науката за механика. Благодарение на констатациите, направени в различно време, съвременната наука и общество са обогатени от изобретяването на повечето машини.

Законите на термодинамиката са универсални за всички отрасли на механиката.