Mi termodinamika
Mi termodinamika
Termodinamika - a kutató tudomány termikus jelenségek zajlanak a szervek nem összeköti őket a molekuláris szerkezete az anyag.
A termodinamika, úgy gondoljuk, hogy az összes termikus eljárások azzal jellemezve, szervek csak makroszkopikus paraméterek - nyomás, térfogat és hőmérséklet. És mivel nem lehet alkalmazni, hogy az egyes molekulák vagy atomok, majd, ellentétben a molekuláris-kinetikai elmélet, termodinamika, molekuláris szerkezete anyagok termikus eljárások elhanyagoljuk.
Mind a fogalmak termodinamika formáljuk általánosítása az észlelt tények a kísérletek során. Emiatt nevezik fenomenológiai (leíró) elmélete, a hő.
termodinamikai rendszer
Termodinamika leírja a termikus folyamatok makroszkopikus rendszerekben. Az ilyen rendszerek egy nagy számú részecske - a molekulák és atomok nevezzük termodinamikai.
Termodinamikai rendszer lehet tekinteni minden olyan tárgy látható szabad szemmel, vagy a segítségével mikroszkópok, távcsövek és egyéb optikai eszközök. Fontos, hogy a rendszer méretei, térben és időben a létezéséről hagyjuk mérni a paraméterek - hőmérséklet, nyomás, tömeg, kémiai összetétele és egyéb elemek segítségével eszközök nem reagál a hatások az egyes molekulák (nyomásmérők, hőmérő, stb) ..
A vegyészek termodinamicheskkoy rendszer egy keveréke kémiai anyagok kölcsönható egy kémiai reakcióban. Asztrofizikus hívja ez a rendszer a égitest. A keveréket a tüzelőanyag és a levegő a motor, a világ, a testünk, az írás toll, egy notebook, egy gép, stb -. Is termodinamikai rendszer.
Minden termodinamikai rendszer elkülönül a környezet határokat. Lehetnek valós - üvegcső fala a kémiai, a henger test a motor, stb Egy szokványos lehet például, ha tanulmányozza a kialakulását egy felhő a légkörben.
Ha egy ilyen rendszer nem kommunikál a külső környezet sem energiát, sem számít, akkor az úgynevezett izolált vagy zárt.
Ha a rendszer kommunikál a külső energiát, de nem cserélnek számít, ez az úgynevezett zárt.
Nyílt rendszer kommunikál a külső környezet és az energia és anyag.
termodinamikai egyensúly
Ez a koncepció is bevezetésre termodinamika, mint általánosítása kísérletek eredményeit.
Úgynevezett termodinamikai egyensúlyi állapot a rendszer, ahol minden makroszkopikus mennyiségek - hőmérséklet, nyomás, térfogat és entrópia - nem változnak az időben, ha a rendszer izolált. Ebben az állapotban lévő zárt termodinamikai rendszer spontán menni, ha állandó marad minden külső paramétereket.
A legegyszerűbb példa a rendszer termodinamikai egyensúlyban - egy termosz forró teát. A hőmérséklet ez ugyanaz bármely pontján a folyadék. Bár termosz izolált rendszer lehet nevezni csak hozzávetőleges.
Bármilyen zárt termodinamikai rendszer spontán hajlik arra, hogy termodinamikai egyensúly, ha nem változik a külső paramétereket.
termodinamikai folyamatot
Ha a változó legalább egy makroszkopikus paramétereinek, akkor azt mondjuk, hogy a rendszer megy termodinamikai folyamatot. Egy ilyen eljárás előfordulhat, ha a külső paraméterek megváltoznak, vagy a rendszer elkezdi fogadni vagy továbbítani energiát. Ennek eredménye, hogy bejut a másik államban.
Emlékezzünk példáját tea egy termosz. Ha teszünk egy darab jeges tea és zárja be a termosz, azonnal megjelenik a különbség a hőmérséklet különböző részein a folyadék. Fluid egy termosz hajlamosak, hogy kiegyenlítse a hőmérséklet. Régiókból származó magasabb a hőmérséklete hő kerül át arra a helyre, ahol a hőmérséklet alacsonyabb. Azaz, lesz egy termodinamikai folyamatot. A végén, a hőmérséklet tea termoszban ismét lesz ugyanaz. De ez már eltér az eredeti hőmérséklet. A rendszer állapota megváltozott, mivel megváltoztatta a hőmérsékletet.
Termodinamikai folyamat megy végbe, amikor a homok lehűl éjjel, forró a tengerparton egy forró napon. Reggelre a hőmérséklet csökken. De amint felkel a nap, a fűtési folyamat kezdődik újra.
A belső energia
Az egyik legfontosabb fogalmak termodinamika - a belső energia.
Minden makroszkopikus testek van egy belső energia, ami az összege kinetikus és potenciális energiájának az összes részecske (atomok és molekulák), amelyek a testet. Ezek a részecskék kölcsönhatásba csak egymással, és nem lépnek kölcsönhatásba a környező közegben részecskéket. A belső energia függ a kinetikus és potenciális energiája a részecskék, és nem függ a helyzet a szervezetben.
A belső energia változik a hőmérséklettel. Molekuláris kinetikus elmélet megmagyarázza ezt a változást a részecskék sebességét. Ha emelkedik a testhőmérséklete, az arány növekszik, és a mozgás a részecskék válik nagyobb távolság van közöttük. Ezért egyre nagyobb a kinetikus és potenciális energia. A csökkenő hőmérséklet, a folyamat megfordul.
Termodinamika sokkal fontosabb, mint a nagysága a belső energia és a változás. A változás belső energia felhasználásával hőátadás folyamatában, vagy mechanikai munkát végeztetnek.
A változás a belső energia mechanikai munka
A belső energia a test lehet változtatni, miután véget ért a mechanikai munka. Ha munkát a test, a mechanikai energia alakul át a belső energia. És ha a munka teszi a test, a belső energia alakul át mechanikai energiává.
Szinte végéig a XIX században úgy vélték, hogy van egy súlytalan anyag - kalória, ami vezeti a hőt a test a testhez. Minél több kalória ömlik a szervezetben, annál melegebb lesz, és fordítva.
Azonban 1798-ban az angol-amerikai tudós gróf Bendzhamin Rumford kételkedni kezdett a kalória elmélet. Ennek oka, hogy a fűtési hordó fegyvereket fúrás közben. Azt javasolta, hogy az ok a felmelegedés egy mechanikai munka, amely során végzett a súrlódási a fúró szár.
És Rumford végzett kísérletben. Annak érdekében, hogy növeljék a súrlódási erő, vett egy tompa fúrófej, és a hordó került egy hordó vízbe. Végére a harmadik órájában fúrás víz egy hordó javában. Ez azt jelentette, hogy a hordó meleg volt a jutalék a mechanikai munka rajta.
hőátadás
Termikus hőátadás az úgynevezett fizikai átadása energia (hő) egyik testből a másikba vagy közvetlen érintkezés vagy egy elválasztó válaszfal. Jellemzően, a hő átadódik a melegebb a hidegebb testet. Ez a folyamat véget ér, amikor a rendszer eléri a termodinamikai egyensúly.
Az energia, ami kap vagy ad testet hőátadás, hő nazyvaetsyakolichestvom.
A hőátadás hőátadás módszer lehet három csoportba sorolhatók: hővezető Egyezmény hősugárzás.
hővezető
Ha a szervek vagy testrészek van egy hőmérséklet-különbség, a hőátadás folyamat fog bekövetkezni közöttük. Hővezető képesség az úgynevezett belső energia átviteli folyamat egy több fűtött test (vagy annak egy része), hogy a kevésbé fűtött test (vagy annak egy része).
Például, fűtési hő egyik végét az acél rúd egy idő után úgy érezzük, hogy a másik végén is felmelegszik.
Üvegpálcával, amelynek egyik vége egy vörösen izzó, akkor könnyen tartsa a másik végén, anélkül, hogy égett. De ha megpróbáljuk ugyanezt kísérletet egy vasrudat, akkor nem fog működni.
Különböző anyagok különböző vezetékek hő. Mindegyikük rendelkezik a hővezetés. és vezetőképesség. számszerűen egyenlő a hőmennyiséget, amely áthalad a mintán vastagsága 1 m, egy 1 m 2 1 másodpercig. Per egység hőmérséklete figyelembe 1 K.
A legjobb az összes fém vezeti a hőt. Ez az ő tulajdonát használjuk a mindennapi életben, étel a fémserpenyőt vagy serpenyő. De a tollak nem fűthető. Ezért ezek olyan anyagokból készülnek, alacsony hővezető.
A hővezető kevesebb folyadékot. A gázok alacsony hővezető.
Prémes állatok is rossz hővezető. Emiatt azok ne hevítsük melegben, és nem fagy meg a hideg.
Megegyezés alapján átadott hő fúvókák, valamint folyók, a gáz vagy folyadék. A szilárd egyezmény nem.
Hogyan működik egy ilyen egyezmény folyékony? Amikor fel a tüzet a kannát vízzel, folyékony alsó réteg melegítjük, sűrűsége csökken, akkor felfelé mozdul el. Ez veszi át a helyét hidegebb vízréteg. Egy idő után, ő is felmelegszik, és szintén lesz cserélve a hidegebb réteg. Stb
Hasonló folyamat játszódik le a gázokat. Nem véletlen, radiátorok alján elhelyeztünk a szobában. Miután a meleg levegő mindig emelkedik a tetején a szobában. A kisebb, hideg, éppen ellenkezőleg, ez elmarad. Ezután is melegítettük és ismét emelkedik, és a felső réteget ez idő alatt lehűl és esik.
Az Egyezmény olyan természetes és önkéntelen.
Természetes konvenció mindig előfordul a légkörben. Ennek eredményeként, vannak folyamatos mozgása légtömegek felmelegedni és hideg - lefelé. Ennek eredményeként, van egy szél, felhők és más természeti jelenségek.
Amikor elegendő mennyiségű természetes Egyezmény által kikényszerített egyezmény. Például, meleg levegő áramlik mozogni a szobában segítségével a lapátokat.
hősugárzás
A nap felmelegíti a Föld. Ha ez nem történik meg, sem meleg, sem az egyezmény. Akkor miért nem a test kap meleg?
Az a tény, hogy a nap a forrása hősugárzás.
Termikus sugárzás - jelentése előállított elektromágneses sugárzást rovására a belső energia a test. Körülöttünk a test hőt. Ez lehet egy látható fény asztali lámpa, vagy egy forrás láthatatlan ultraibolya, infravörös vagy gamma-sugárzás.
De a test nem csak hőt termelnek. Azt is elnyeli azt. Egyesek jobban, mások kevésbé. És a sötét test és hűtött és fűtött gyorsabb, mint a fény. A meleg időjárás, igyekszünk viseljen világos színű ruhát, mert elnyeli kevesebb hőt termel, mint a sötét színű ruhát. Az autó, sötét színű, a nap felmelegíti a sokkal gyorsabb, mint mellette álló autó vele, miután egy világos színű.
Ez az anyag tulajdonsága eltér felvenni és hőt használt létrehozását éjjellátó rendszerek, önirányító rakéták célt rendszerek és mások.