Mis on termodünaamika seadus?

Termodünaamika on füüsika haru, mis uurib protsessi, kui töö muundatakse soojuseks ja kui soojus muudetakse tööks. Lihtsaim näide on see, kui me hõõrume käsi kokku. Järk-järgult tunneme, et meie käte pind on soe. Lisaks võime selle teadusharu leida ka siis, kui puurimine toodab soojust või soojusenergiat.

Üldiselt soovib termodünaamika mõista, kuidas soojusenergia võib voolata ühest keskkonnast teise, energia voolamise protsessi ja selle energia ülekandmise tagajärgi. Selles teadusharus suurt muret valmistavate muutujate hulka kuuluvad temperatuur, soojus, energia, rõhk ja maht.

Termodünaamikas kehtib neli seadust. Seekord arutame neid nelja seadust.

Termodünaamika seadus 0

Selles seaduses käsitletakse termiliselt tasakaalu, mis on universaalselt rakendatav. See tähendab, et mis tahes ainel ja ainel on nende kokkupanemisel sama termiline tasakaal. Kui kaks süsteemi on kolmanda süsteemiga termilises tasakaalus, on nad üksteisega termilises tasakaalus.

Termodünaamika seadus 1

Termodünaamika seadused selgitavad veelgi energia säästmist. Energiat ei saa luua ja hävitada, vaid see saab muuta ainult vormi. Selle seaduse kohaselt on järgmine matemaatiline võrrand:

Q = saadud / eraldatud soojus / soojus (J)

W = energia / töö (J)

ΔU = energia muutus (J)

(Loe ka: definitsioon, valemid ja näited Ohmi seaduse arvutamiseks)

Ülaltoodud võrrandis kasutatakse džauli, mis on rahvusvaheline energia või töö ühik. Selle valemi põhjal teame, et objekti poolt saadud või eraldatud kogu soojust kasutatakse tööna pluss energiamuutus.

Termodünaamika seadus 2

See seadus räägib süsteemiga objekti soojusvoogude loomulikust seisundist. Soojus voolab loomulikult kuumadest objektidest külmadesse; soojus ei voola külmast objektist kuuma objektini ilma pingutuseta spontaanselt.

Termodünaamika seadus 3

Termodünaamika viimane seadus käsitleb absoluutset nulltemperatuuri. Selle seaduse kohaselt peatuvad süsteemi absoluutse nulltemperatuuri (Kelvini kraadides) saavutamisel kõik protsessid ja süsteemi entroopia saavutab minimaalse väärtuse. See kolmas seadus ütleb ka, et täiusliku kristallstruktuuriga objektide entroopia absoluutsel nulltemperatuuril on samuti null.