Termodünaamika protsesside mõistmine

Arutasime eelmises artiklis termodünaamika seadusi. Termodünaamika ise on füüsika haru, mis uurib jõupingutusi soojuse muundamiseks energiaks. See teadusharu on tihedalt seotud soojusenergia vooluga ühelt objektilt teisele, protsessi ja selle energia ülekande tagajärgedega. Üks näide - sellest teadusharust, mida võime igapäevaselt leida, on kondensatsioon külmadel klaaspindadel.

Termodünaamikal on neli seadust, mis on seotud termilise tasakaalu, energia säästmise, objektide soojusvoo ja absoluutse nulltemperatuuri tingimustega. Lisaks on selles teadusharus ka termodünaamiline protsess. See protsess on protsess, mida kogeb süsteem, mis hõlmab energia muutusi rõhu, mahu, temperatuuri või soojusülekande muutuste tõttu.

(Loe ka: Mis on termodünaamika seadus?)

See energia muundamise protsess jaguneb neljaks tüübiks, nimelt isokoorsed protsessid, isobaarsed protsessid, isotermilised protsessid ja adiabaatilised protsessid.

Isohoorne protsess

Isokoorne protsess on termodünaamilise oleku muutmise protsess, mis toimub konstantse või fikseeritud helitugevusega. Kuna helitugevus on fikseeritud, ei võta süsteem oma keskkonnast pingutusi ega aktsepteeri neid. Võime selle sõnastada kujul W = 0. Selle abil saame seaduse I valemi järgmiselt.

ΔQ = ΔU

Isohoorses protsessis kasutatakse süsteemile antud soojust ainult selles oleva energia suurendamiseks.

Isobaarne protsess

Järgmine protsess on isobaarne. See protsess viitab termodünaamilise oleku muutmisele pideva rõhu all. Töö isobaarses protsessis (W) saab määratleda rõhu (P) ja mahu muutuse (ΔV) korrutisena. Matemaatilises valemis saame isobaarilist protsessi kirjeldada järgmiselt.

W = P x AV

Isobaarilises protsessis võib termodünaamika esimese seaduse öelda järgmiselt.

ΔQ = ΔU + ΔW

Isotermiline protsess

Nagu nimigi ütleb, on isotermiline protsess termodünaamilise oleku muutmise protsess, mis toimub püsival või püsival temperatuuril. See püsiv temperatuur ei põhjusta energiamuutusi süsteemis ega ΔU = 0. Seaduses I võime isotermilise protsessi sõnastada järgmiselt.

ΔQ = ΔW

Adiabaatiline protsess

Viimane protsess on adiabaatiline protsess. See protsess viitab termodünaamilise seisundi muutustele, mis toimuvad ilma soojuse ülekandeta süsteemi ja selle keskkonna vahel. Pidev süsteemi soojus ei põhjusta süsteemis soojuse muutumist. Matemaatikas saame selle määratleda kui ΔQ = 0. Seaduses I saab adiabaatilist protsessi väljendada järgmiselt.

ΔW = -ΔU