Mavzu: Termodinamika va kimyoviy termodinamika Reja: Termidinamikani birinchi qonuni Termodinamikani ikkinchi qonuni

Mavzu: Termodinamika va kimyoviy termodinamika

Reja:

1.Termidinamikani birinchi qonuni

2. Termodinamikani ikkinchi qonuni

3. Termodinamikani uchinchi qonuni

1. Ilmiy fanlar termodinamikasi termal energiyani kamida bitta energiya (mexanik, elektr, va hokazo) shaklida yoki ish bilan o’tkazish imkoniyatiga ega bo’lgan tizimlar bilan bog’liq. Termodinamik qonunlar yillar mobaynida ishlab chiqilgan bo’lib, termodinamik tizim energiya almashinuvi jarayonini boshlaganida eng asosiy qoidalar qatoriga kiradi .

Termodinamika qonunlarini tushunish uchun asosiy tushunchalar

Termodinamika qonunlarini tushunish uchun ular bilan bog’liq boshqa termodinamik tushunchalarni tushunish kerak.

Termodinamikani umumiy nuqtai – Termodinamikani asosiy tamoyillariga umumiy nuqtai

Issiqlik energiyasi – issiqlik energiyasining asosiy ta’rifi

Harorat – haroratning asosiy ta’rifi

Issiqlik yo’llariga o’tish – turli issiqlik uzatish usullarini tushuntirish.

Termodinamik jarayonlar – termodinamik qonunlar asosan termodinamik jarayonlarga nisbatan qo’llaniladi, termodinamik sistema esa bir xil energiya o’tkazuvchilardan o’tadi.Kinetik nazariya va termodinamika qonunlari

Termodinamika qonunlari, atomlarning nazariyasidan to’liq oldin qabul qilingan qonunlar uchun mantiqiy bo’lgan issiqlik uzatishning qanday va nima uchun o’ziga xosligi bilan bog’liq emas. Ular tizim ichida energiya va issiqlik o’tishining jami summasini hisobga oladi va atom yoki molekulyar darajadagi issiqlik almashinuvining o’ziga xos xususiyatlarini hisobga olmaydi.

Termodinamikani birinchi qonuni

Termodinamikani birinchi qonuni: Tizimning ichki energiyasidagi o’zgarish sistemaga qo’shilgan issiqlikning atrofidan va uning atrofidagi tizim tomonidan bajarilgan ishning farqiga teng.

Bu murakkablashishi mumkin bo’lsa-da, bu juda oddiy g’oya. Tizimga issiqlik qo’shsangiz, faqatgina ikkita narsa mavjud – tizimning ichki energiyasini o’zgartiring yoki tizimni ishlashga olib kelishi mumkin (yoki, albatta, bu ikkovining kombinatsiyasi). Bularning barchasi issiqlik energiyasiga aylanishi kerak.

Birinchi qonunning matematik ifodasi

Fiziklar odatda termodinamiğin birinchi qonuni miqdorlarini ifodalash uchun yagona konventsiyalardan foydalanadilar. Ular:

U 1 (yoki U i) = jarayonning boshida dastlabki ichki energiya

U 2 (yoki U f) = jarayon oxirida oxirgi ichki energiya

Delta- U = U 2 – U 1 = Ichki energiyani o’zgartirish (ichki energiyaning boshlanishi va tugashi xususiyatlarining ahamiyatsiz bo’lgan hollarda ishlatiladi)

Q = tizim ( Q > 0) yoki tizimdan ( Q <0) o’tkaziladi

W = sistema tomonidan bajarilgan ishlar ( Vt > 0) yoki tizimda ( W <0).

Bu birinchi qonunning matematik ifodasini keltirib chiqaradi va bu juda foydali va bir nechta foydali usulda qayta yozilishi mumkin:

U 2 – U 1 = delta – U = Q – Vt

Q = delta- U + Vt

Termodinamik jarayonni tahlil qilish, hech bo’lmaganda fizika sinfidagi vaziyatda, odatda, bu miqdorlardan biri 0 yoki hech bo’lmaganda oqilona tarzda nazorat qilinishi mumkin bo’lgan vaziyatni tahlil qilishni o’z ichiga oladi. Masalan, adyabatik jarayonda issiqlik o’tkazuvchisi ( Q ) izochorik jarayonda 0 ga teng, ish ( V ) 0 ga teng.

Birinchi qonun va energiya tejash

Termodinamikani birinchi qonuni ko’plarni energiya tejash konsepsiyasining asosi sifatida ko’radi. Asosan, tizimga kiradigan energiya yo’lda yo’qolib qolmasligi mumkin, biroq biror narsa qilish uchun ishlatilishi kerak ... bu holda ichki energiyani o’zgartirish yoki ishni bajarish kerak.

Shu nuqtai nazardan qaraganda, termodinamikani birinchi qonuni, kashf etilgan eng keng tarqalgan ilmiy tushunchalardan biridir.

2. 
   
   

Termodinamikani ikkinchi qonuni: Jarayonning yagona natijasi sifatida issiqlikning sovuq tanadan issiqroq holatgacha uzatilishi mumkin emas.

Termodinamikani ikkinchi qonuni ko’p jihatdan shakllantiriladi, chunki bu qisqacha ko’rib chiqiladi, lekin asosan fizikadagi boshqa qonunlardan farqli o’laroq, qandaydir bir narsaga qanday munosabatda bo’lish bilan bog’liq emas, aksincha, nima qilish mumkinligini cheklashni to’la-to’kis qo’yadi. Amalga oshiriladi.

Tabiat tabiat bizni juda ko’p ishlarni amalga oshirmasdan muayyan turdagi natijalarni olishimizga to’sqinlik qilmoqda va bu kabi termodinamikaning birinchi qonuni kabi energetikani saqlash kontseptsiyasi bilan chambarchas bog’liq.

Amaliy qo’llanmalarda, ushbu qonun, termodinamika tamoyillariga asoslangan har qanday issiqlik dvigatel yoki shunga o’xshash qurilma, hatto nazariy ham, 100% samarali bo’lishi mumkin emasligini bildiradi.

Ushbu tamoyil birinchi marta 1824 yilda Carnot aylanish mexanizmini ishlab chiqqach, keyinchalik fizik va rejissyor Sadi Carnot tomonidan yoritilgan, keyin esa nemis fizigi Rudolf Klausiyning termodinamik qonuni sifatida rasmiylashtirilgan.

Entropiya va Termodinamikani ikkinchi qonuni

Termodinamikani ikkinchi qonuni, ehtimol fizika sohasi tashqarisida eng mashhur bo’lib, chunki bu entropiya tushunchasi yoki termodinamik jarayonda yaratilgan buzilish bilan chambarchas bog’liq. Inkropiya haqidagi bayonot sifatida isloh qilingan ikkinchi qonun:

Har qanday yopiq tizimda tizimning entropi yoki doimiy ravishda saqlanib qoladi.

Boshqacha qilib aytganda, har bir tizim bir termodinamik jarayonni boshidan kechirayotgan bo’lsa, sistema avvalgi holatga mutlaqo qaytarilmaydi. Bu koinotning entropiyasi doimo vaqt o’tishi bilan termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko’ra ortib boradi, chunki vaqtning o’qi uchun ishlatiladigan bir ta’rif.

3.

Termodinamikani uchinchi qonuni asosan mutlaq harorat o’lchovni yaratish qobiliyatiga oid bir bayon bo’lib, u uchun mutlaq nol deyarli 0 ning qattiq ichki energiyasi bo’lgan nuqtadir.

Turli manbalar termodinamika uchinchi qonunining quyidagi uchta formulasini ko’rsatadi:Sonli operatsiyalarda har qanday tizimni mutlaq nolga kamaytirish mumkin emas.
Elementning mukammal kristalining eng barqaror shaklidagi entropiyasi harorat nolga yaqinlashganda nolga teng.
Harorat har doim nolga yaqinlashgani sababli, tizimning entropiyasi doimiy ravishda yaqinlashadi
Uchinchi Qonun nimani anglatadi
Uchinchi qonun bir nechta narsani anglatadi va yana bir marta bu formulalar sizning hisobingizga qanchalik bog'liq ekanligingizga qarab bir xil natijaga olib keladi:

Formulyatsiya 3 eng kichik cheklovlarni o'z ichiga oladi, bu faqat entropiyaning doimiy o'zgaruvchanligini bildiradi. Aslida, bu sobit sílẹ entropi (formulasida ko'rsatilganidek 2). Shu bilan birga, har qanday jismoniy tizim bo'yicha kvant cheklovlari tufayli uning eng kichik kvant holatiga tushib qoladi, lekin hech qachon 0 entropiyani mukammal darajada kamaytira olmaydi, shuning uchun jismoniy tizimni cheklangan miqdordagi bosqichlarda mutlaq nolga kamaytirish mumkin emas. bizga formulani beradi