Закони на термодинамиката

Термодинамиката е клон на физика, в рамките на който се изследва взаимната трансформация 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 подсекция, но и постулатите, основата, която стои в основата на изследваната физика. Разграничават се 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. Конвертирането, в зависимост от условията, от кинетичната към потенциалната и обратната, енергията от системата не изчезва. Обаче, един прост пример с махало, което бе дадено ускорение, поставя под въпрос 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, обаче, виждаме, че движенията постепенно избледняват, махалото спира своя ход. Това се дължи на съпротивлението на въздуха, което определя силата на триене по време на движение. В резултат на това енергията, която трябваше 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 е по-известен като Закона за опазване на енергията. Нейната същност е, 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 такова наблюдение е описано в средата на XIX век. К. Morom. Той отбеляза, че енергията може да стигне до други държави: топлина, електричество, трафик, магнетизъм и т.н. Законът обаче е формулиран едва през 1847 г. от Хелмхолц, а през ХХ век. Той е награден с прословутата формула 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 неправилно 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 материята може да бъде изчислена, като се знае нейната специфична топлина при абсолютна нула. V. Nernst, чрез много и много изследвания, е установено, че всички кристални вещества имат една и съща топлинна мощност: при абсолютна нула е нула. Това заключение е третият закон на термодинамиката. Познавайки този факт, е възможно да се сравни ентропията на различни материали с температурни промени.

Съществува и така нареченият нулев закон за термодинамиката , но е следният: топлината от нагрятата част на изолираната система се простира до всичките й елементи. Така, с времето, температурата в същата система се изравнява.

Законите на термодинамиката са основните компоненти на науката за механика. Благодарение на откритията, 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.