Vi forklarer hva termodynamikk er og hva et termodynamisk system består av. Også, hva er termodynamikkens lover.
Hva er termodynamikk?
Det kalles termodynamikk (fra gresk termos, "Heat" og dynamoer, "Makt, styrke") til grenen av fysisk som studerer de mekaniske virkningene av varme og andre lignende former for energi. Studien hans nærmer seg objekter som ekte makroskopiske systemer, gjennom vitenskapelig metode og deduktiv resonnement, ta hensyn til omfattende variabler som f.eks entropi, den indre energien eller volum; samt ikke-ekstensive variabler som f.eks temperatur, den Press eller det kjemiske potensialet, blant andre typer størrelser.
Termodynamikk tilbyr imidlertid ikke en tolkning av mengdene den studerer, og dens objekter for studier er alltid systemer i en tilstand av likevekt, det vil si de hvis egenskaper kan bestemmes av indre elementer og ikke så mye av ytre krefter som virker på dem. Tenk av den grunn at Energi kan bare byttes fra ett system til et annet som en varme eller fra jobb.
Det formelle studiet av termodynamikk begynte takket være Otto von Guericke i 1650, en tysk fysiker og jurist som designet og bygde den første vakuumpumpen, og tilbakeviste Aristoteles og hans maksime om at "naturen avskyr et vakuum" med sine applikasjoner. Etter denne oppfinnelsen, forskerne Robert Boyle og Robert Hooke de raffinerte systemene sine og så på sammenhengen mellom trykk, temperatur og volum. Dermed ble termodynamikkens prinsipper født.
Termodynamisk system
Et termodynamisk system forstås som en del av universet som, for studieformål, er konseptuelt isolert fra resten og prøver å forstå autonomt. Legg merke til måtene energi endres eller bevares på, og samtidig utvekslingen av saken og/eller energi med miljøet eller med andre lignende systemer (hvis noen). Det er derfor en metode for å studere termodynamikk.
Hovedkriteriet for å klassifisere disse systemene er basert på deres grad av isolasjon fra miljøet, og skiller dermed mellom:
- Åpne systemer. De som fritt utveksler energi og materie med miljøet sitt, slik de fleste kjente systemene gjør i hverdagen. For eksempel: en bil. Den ene rekker ham brensel og det går tilbake til miljøet gasser Og varme.
- Lukkede systemer. De som utveksler energi med miljøet, men som ikke betyr noe. Dette er hva som skjer med en lukket beholder, for eksempel en boks, hvis innhold er ufravikelig, men som mister varme medvær, sprer det ut i luften rundt det.
- Isolerte systemer. De som til en viss grad ikke utveksler energi eller materie med miljøet. Det er ingen perfekt isolerte systemer, selvfølgelig, men det er til en viss grad: en termos som inneholder Vann varm vil beholde temperaturen en stund, nok til å holde den isolert en stund.
Termodynamikkens lover
"Nullloven" er logisk uttrykt slik: hvis A = C og B = C, så er A = B.
Termodynamikk er styrt av det som er etablert i sine fire grunnleggende prinsipper eller lover, formulert av forskjellige forskere gjennom historien til denne disiplin. Nevnte prinsipper eller lover er:
- Første prinsipp, eller Loven om bevaring av energi. Den sier at den totale energimengden i ethvert fysisk system isolert fra omgivelsene alltid vil være det samme, selv om det kan transformeres fra én form for energi til mange forskjellige. Med færre ord: "Energi kan ikke skapes eller ødelegges, bare transformeres."
- Tredje prinsipp, eller lov om absolutt null. Den tilsier at entropien til et system som bringes til absolutt null alltid vil være en bestemt konstant. Dette betyr at når man når absolutt null (-273,15 ° C eller 0 K), stopper prosessene til fysiske systemer og entropien har en konstant minimumsverdi.
- Nullprinsipp eller lov om termisk likevekt. Den kalles "null lov" fordi, selv om den var den siste som løp, har de grunnleggende og grunnleggende forskriftene den etablerer forrang over de tre andre lovene. Det tilsier at "hvis to systemer er inne termisk likevekt uavhengig med et tredje system, må de også være i termisk likevekt med hverandre ”.
Kjemisk termodynamikk
Kjemisk termodynamikk er et eget fagfelt, fokusert på sammenhengen mellom varme og arbeid, og kjemiske reaksjoner, alt innrammet i det som er etablert av prinsippene for termodynamikk. Det vil si at det handler om anvendelsen av termodynamikkens lover, spesielt de to første, på verden av reaksjoner mellom stoffer og forbindelser, for å oppnå de såkalte "fundamental Gibbs-ligningene", som styrer måten kjemisk energi som finnes i de forskjellige forbindelsene endres og overføres, eller hvordan graden av entropi av univers hver gang det oppstår en spontan reaksjon.