La termodinamika Tai yra pagrindas, teorija, kuria remiasi varikliai, taip pat daugelis kitų mašinų, tokių kaip šaldytuvai, šaldikliai ir kt. Tačiau dauguma automobilių ir motociklų naudotojų, be kitų transporto priemonių su varikliais ir technika, šios teorijos visiškai nežino. Taigi, kaip lengva įžanga, mes gilinsimės į šio pasaulio atradimą ir taip galėsime geriau suprasti kitus techninius straipsnius, kuriems reikia termodinamikos žinių.
Taigi, pažiūrėkime svarbiausios sąvokos...
Elementarios sąvokos
Prieš pradėdamas nuo pačios termodinamikos, trumpai supažindinsiu su ja Kai kurios sąvokos, kurias reikia turėti omenyje kad tavęs neprarasčiau...
Energija
Termodinamikoje, Energija apibrėžiama kaip sistemos gebėjimas generuoti darbą. Tai yra skaliarinis dydis, kuris gali pasireikšti įvairiomis formomis, pavyzdžiui, kinetine energija, potencialia energija, šilumine energija, chemine energija ir kt., ir išreiškiamas džauliais (J) kaip tarptautinės sistemos (SI) vienetas.
Dirbti
El Darbas – tai energijos kiekis, kurį jėga perduoda iš vienos sistemos į kitą kai įvyksta poslinkis ar kitokio pobūdžio reiškinys. Darbe galime rasti tiek mechaninį darbą, kai mechaninė jėga judina objektą, tiek ir nemechaninį darbą, kai nemechaninės jėgos, tokios kaip elektrinės ar magnetinės jėgos, sukuria tą patį.
Galia
Termodinamikoje, Galia apibrėžiama kaip energijos perdavimo tarp sistemos ir jos aplinkos greitis.. Tai skaliarinis dydis, nurodantis energijos, perduodamos per laiko vienetą, kiekį. SI matavimo vienetas yra vatas (W), nors, kaip žinote, yra ir kitų, pvz., CV arba arkliai ir kt.
Galios formulė:
P=W/t
Kur P yra galia vatais, W yra darbas džauliais, o t yra laikas sekundėmis.
Šiluma ir darbas
Cdydis apibrėžiamas kaip energijos perdavimas tarp dviejų sistemų, vykstantis dėl temperatūros skirtumo. Jo ženklas priklauso nuo to, ar šiluma patenka į sistemą, ar iš sistemos, tai yra, ar ji vėsta, ar šildo. SI matavimo vienetas yra džaulis (J).
Nepainiokite šilumos ir darbo, nes jie nėra tas pats. Nors darbas yra energijos perdavimas dėl jėgos, šiluma yra energijos perdavimas dėl temperatūros skirtumo. Be to, šiluma gali būti neigiama arba teigiama, priklausomai nuo to, kur ji teka, o darbas – ne.
Termodinaminės transformacijos
Termodinaminės transformacijos reiškia būsenos pokyčius kad termodinaminės sistemos patiria. Šie pokyčiai gali būti grįžtami arba negrįžtami, o jų tyrimas leidžia suprasti energijos ir materijos elgesį įvairiuose scenarijuose. Kitaip tariant, procesas, kurio metu termodinaminė sistema pereina iš pradinės pusiausvyros būsenos į kitą galutinę pusiausvyros būseną. Šio proceso metu skiriasi įvairios savybės, pvz., temperatūra, slėgis, tūris arba vidinė energija.
Termodinaminės transformacijos skirstomos į dvi: grįžtamąsias, kai galima grįžti į pradinę būseną, ir negrįžtamąsias, kai į tą pradinę būseną grįžti negalima. Norėdami gauti daugiau informacijos, rekomenduoju perskaityti šiuos straipsnius…
Termodinamikoje sistemos būsenos pokyčiai klasifikuojami pagal savybę, kuri proceso metu išlieka pastovi. Priešdėliai „iso“ reiškia „lygus“ ir yra naudojami šiems ypatingiems termodinaminiams procesams pavadinti.. Por ejemplo:
- Izoterminis: atsiranda esant pastoviai temperatūrai (T). Tokiu atveju šilumos mainai tarp sistemos ir aplinkos nevyksta arba šilumos mainai vyksta taip, kad temperatūra išlieka vienoda. Pavyzdys galėtų būti lėtas idealių dujų suspaudimas balione su šilumai laidžiomis sienelėmis, kurios leidžia palaikyti pastovią temperatūrą viso proceso metu.
- Izometrinis arba izochorinis: atsiranda esant pastoviam tūriui (V). Tokiu atveju sistemos garsumas nesikeičia. Pavyzdys galėtų būti dujų šildymas standžioje, sandarioje talpykloje. Nors temperatūra didėja, dujų tūris negali išsiplėsti dėl standžios talpos.
- Izobarinis: atsiranda esant pastoviam slėgiui (P). Tokiu atveju sistemos slėgis nesikeičia. Pavyzdys galėtų būti vandens virimas esant pastoviam atmosferos slėgiui. Nors vandens temperatūra pakyla, slėgis išlieka toks pat kaip atmosferos slėgis.
- Isenthalpico: atsiranda esant pastoviai entalpijai (H), tada aš parodysiu daugiau apie tai, kas tai yra...
- Adiabatinis: vyksta be šilumos mainų (Q=0) tarp sistemos ir aplinkos. Tokiu atveju bet koks temperatūros pokytis sistemoje atsiranda tik dėl darbo, atliekamo su ja. Pavyzdys galėtų būti greitas dujų suspaudimas izoliuotame balione. Greitas suspaudimas neleidžia šilumai perduoti į išorę, todėl dėl suspaudimo metu atliekamo darbo padidėja dujų temperatūra.
I termodinamikos principas arba Energijos tvermės dėsnis
Šis principas teigia, kad izoliuotos sistemos bendra energija išlieka pastovi. Kitaip tariant, energijos negalima sukurti ar sunaikinti, ją galima tik transformuoti iš vienos formos į kitą. Matematiškai jis išreiškiamas taip:
ΔE = Q – W
Kur ΔE yra sistemos vidinės energijos pokytis, išreikštas džauliais, Q yra perduota šiluma taip pat džauliais, o W yra sistemos atliktas darbas.
II termodinamikos principas arba entropija ir procesų kryptis
Šis principas pristato entropijos sąvoką, sistemos sutrikimo arba atsitiktinumo matas. Antrasis principas teigia, kad bendra izoliuotos sistemos entropija laikui bėgant visada didėja. Kitaip tariant, natūralūs procesai linkę pereiti prie didesnio sutrikimo būsenos.
Kitos sąlygos
Galiausiai, taip pat būtų įdomu sužinoti šias kitas sąvokas, apie kurias jums sakiau anksčiau:
Kas yra entropija?
La Entropija (S) yra termodinaminės sistemos sutrikimo arba atsitiktinumo matas. Sistemoje su didele entropija yra labiau tikėtinas ją sudarančių dalelių pasiskirstymas, o sistemos su maža entropija yra labiau tvarkingas. Jis visada didėja izoliuotoje sistemoje, kurioje vyksta negrįžtamas procesas, pavyzdžiui, susimaišo dvi dujos arba trintis. Taip yra todėl, kad šie procesai padidina sutrikimą mikroskopiniame sistemos lygyje.
Kas yra entalpija?
La Entalpija (H) yra termodinaminė savybė, atspindinti bendrą energiją yra termodinaminėje sistemoje. Jis apibrėžiamas kaip sistemos vidinės energijos (U) ir jos slėgio (P) bei tūrio (V) sandauga:
H = U + PV
Entalpija naudinga analizuojant termodinaminius procesus, vykstančius esant pastoviam slėgiui (izobariniam). Tokiais atvejais entalpijos pokytis (ΔH) yra lygus šilumai, perduodamai sistemai (Q) esant pastoviam slėgiui:
ΔH = Q (esant pastoviam slėgiui)
Vaizdai | drobė