Termodinamika

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Šķidruma termiskā izplešanās

Termodinamika ir fizikas nozare, kas nodarbojas ar siltuma un citu enerģijas formu attiecībām. Termodinamika apskata iekšējo enerģiju, siltuma daudzumu, darbu, entropiju, un tā ir cieši saistīta ar statistisko mehāniku. Termodinamika balstās uz trim likumiem — pirmo, otro un trešo termodinamikas likumu.

Termodinamikas likumi[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pirmais no termodinamikas likumiem ir enerģijas nezūdamības likums, ko var definēt šādi: siltums, kas ieplūst sistēmā, ir vienāds ar iekšējās enerģijas palielināšanos mīnus sistēmas veiktais darbs.

Otro termodinamikas likumu vienkāršoti var definēt šādi: slēgtā sistēmā entropija nekad netop mazāka. Var teikt arī, ka siltums nekad pats no sevis nepāriet no vēsākā ķermeņa uz siltāko ķermeni tā, lai apkārtnē nebūtu notikušas nekādas izmaiņas.

Trešais termodinamikas likums ir šāds: visi procesi apstājas, temperatūrai tuvojoties absolūtajai nullei.

Vēl tiek izdalīts ceturtais jeb nulltais termodinamikas likums.

Termodinamikas sistēmas[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Termodinamika pieņem, ka pasaule ir sadalīta sistēmās, ko atdala vai nu reālas, vai iedomātas robežas. Sistēmas, kas netiek apskatītas attiecīgajā brīdī, tiek uzskatītas par vidi. Sistēmas ir iespējams sadalīt sīkāk vai apvienot.

Pastāv trīs termodinamisko sistēmu tipi:

  1. izolētas sistēmas (sistēma un tās vide neapmainās ar siltumu, matēriju vai darbu),
  2. slēgtas sistēmas (sistēma un tās vide neapmainās ar matēriju, taču apmainās ar enerģiju (siltumu, darbu)),
  3. atvērtas sistēmas (sistēma un tās vide apmainās gan ar matēriju, gan enerģiju).

Termodinamikas vēsture[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Sadī Karno — termodinamikas "tēvs"

Siltuma daudzums formāli netika atzīts par enerģijas veidu līdz 1795. gadam, kad militārais inženieris Bendžamins Tompsons (Benjamin Thompson) devās uz Angliju, kur pievērsās artilērijas ieroču izgatavošanas problēmai. Šīs problēmas risināšanā viņš pieņēma, ka siltums ir enerģijas forma. Par termodinamikas "tēvu" uzskata franču militāro inženieri Sadī Karno.[1] Viņš nolēma pētīt tvaika dzinēja darbības ciklu, attēlojot tvaika dzinējā izmantotās vielas temperatūras, spiediena un tilpuma izmaiņas grafikā. Šis cikls mūsdienās ir zināms kā Karno cikls. 1824. gadā Sadī Karno publicēja darbu "Pārdomas par uguns kustības spēku un par mašīnām, kas spējīgas attīstīt šo spēku" (franču: Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance).

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. «Nicolas Léonard Sadi Carnot». Asme.org. Skatīts: 2014. gada 14. novembrī.