Termodinamika
Termodinamika yra fizikos šaka, tirianti šilumos judėjimą tarp skirtingų objektų. Termodinamika taip pat tiria objektų slėgio ir tūrio kitimą. Matematikos šaka, vadinama statistika, dažnai naudojama termodinamikoje nagrinėjant dalelių judėjimą.
Termodinamika naudinga, nes padeda suprasti, kaip labai mažų atomų pasaulis siejasi su dideliu pasauliu, kurį matome kasdien.
Termodinamiką taip pat sudaro dvi pagrindinės šakos - klasikinė termodinamika ir statistinė termodinamika. Svarbi termodinamikos idėja yra termodinaminė sistema.
Termodinaminės sistemos pavyzdys yra plyta. Plyta sudaryta iš daugybės atomų, kurie visi turi savo savybes. Visos termodinaminės sistemos turi dviejų rūšių savybes - ekstensyviąsias ir intensyviąsias. Plytos ekstensyviosios savybės yra tos, kurias gauname sudėjus visus atomus. Tokie dalykai kaip tūris, energija, masė ir krūvis yra ekstensyvūs, nes dvi tos pačios plytos, sudėtos kartu, turi dvigubai didesnę masę nei viena plyta. Intensyviosios plytos savybės - tai savybės, kurias gauname išvedę visų atomų vidurkį. Tokie dalykai kaip temperatūra, slėgis ir tankis yra intensyvūs, nes dvi tos pačios plytos vis tiek turi tokią pačią temperatūrą kaip ir viena plyta.
Termodinamikos dėsniai
Yra keturi termodinamikos dėsniai, kurie nurodo, kaip energija gali judėti tarp dviejų objektų šilumos pavidalu.
- Nulinis termodinamikos dėsnis
Jei dviejų sistemų šilumos srautas pirmyn ir atgal yra vienodas, o vienos iš dviejų sistemų šilumos srautas pirmyn ir atgal yra vienodas su kita sistema, tai visų trijų sistemų šilumos srautas yra vienodas tarpusavyje.
Energijos padidėjimas sistemoje yra tas pats, kas energijos suteikimas sistemai šilumos arba darbo pavidalu. Energija negali būti sukurta ar sunaikinta, ji gali būti tik pakeista. Sistemai atiduotas energijos kiekis yra toks pat energijos kiekis, koks paimtas iš aplinkos.
Esant porai skirtingų temperatūrų besiliečiančių sistemų, šiluma tekės iš karštos į šaltą tol, kol sistemų temperatūra susilygins.
- Trečiasis termodinamikos dėsnis
Kai sistemos temperatūra yra 0 kelvinų, absoliutus nulis (žemiausia temperatūra), entropija (energija, kuri negali būti panaudota darbui atlikti) yra lygi 0.
Termodinamikos panaudojimas
Anksčiau termodinamika buvo studijuojama siekiant pagerinti garo variklių veikimą. Dabar termodinamikos idėjos naudojamos visose srityse - nuo variklių gamybos iki juodųjų skylių tyrimo.
Mokslininkai termodinamiką naudoja dėl daugelio priežasčių. Viena iš jų - gaminti geresnius variklius ir šaldytuvus. Kita - norėdami suprasti kasdienių medžiagų savybes, kad ateityje galėtų jas padaryti stipresnes. Termodinamika taip pat naudojama chemijoje siekiant paaiškinti, kurios reakcijos vyks, o kurios ne (šis tyrimas vadinamas chemine kinetika). Termodinamika yra galinga, nes paprasti atomų modeliai gerai veikia aiškinant didelių sistemų, pavyzdžiui, plytų, savybes.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra termodinamika?
Atsakymas: Termodinamika yra fizikos šaka, tirianti šilumos, temperatūros ir energijos ryšius.
K: Kaip termodinamikoje naudojama matematika?
A: Matematika, ypač statistika, dažnai naudojama termodinamikoje nagrinėjant dalelių judėjimą.
K: Kokie yra kai kurie termodinamikos taikymo būdai?
A: Termodinamika padeda suprasti, kaip labai mažų atomų pasaulis susijęs su dideliu pasauliu, kurį matome kasdien. Ji taip pat turi dvi pagrindines šakas - klasikinę ir statistinę termodinamiką.
K: Koks yra termodinaminės sistemos pavyzdys?
A: Termodinaminės sistemos pavyzdys yra plyta, kurią sudaro daugybė atomų, turinčių savo savybes.
K: Kas yra ekstensyviosios savybės?
A: Ekstensyviosios savybės - tai savybės, kurias gauname sudėdami visus atomus, pavyzdžiui, tūrį, energiją, masę ir krūvį, nes dvi tos pačios plytos, sudėtos kartu, turi dvigubai didesnę masę nei viena plyta.
K: Kas yra intensyviosios savybės?
A: Intensyviosios savybės - tai savybės, kurias gauname išvedę visų atomų vidurkį, pavyzdžiui, temperatūra, slėgis ir tankis, nes dvi tos pačios plytos vis tiek turi tokią pačią temperatūrą kaip ir viena plyta.
