Was ist Thermodynamik? Dies ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit der Untersuchung der Eigenschaften makroskopischer Systeme befasst. Gleichzeitig fallen auch Methoden der Energieumwandlung und Methoden ihrer Übertragung unter das Studium. Die Thermodynamik ist ein Teilgebiet der Physik, das die in Systemen ablaufenden Prozesse und deren Zustände untersucht. Wir werden darüber sprechen, was sonst noch auf der Liste der Dinge steht, die sie studiert.
Definition
Auf dem Bild unten sehen Sie ein Beispiel eines Thermogramms, das bei der Untersuchung eines Krugs mit heißem Wasser erh alten wurde.
Thermodynamik ist eine Wissenschaft, die sich auf empirisch gewonnene verallgemeinerte Fakten stützt. Die in thermodynamischen Systemen ablaufenden Prozesse werden mit makroskopischen Größen beschrieben. Ihre Liste enthält Parameter wie Konzentration, Druck, Temperatur und dergleichen. Es ist klar, dass sie nicht auf einzelne Moleküle anwendbar sind, sondern auf eine Beschreibung des Systems in seiner allgemeinen Form reduziert werden (im Gegensatz zu den Größen, die beispielsweise in der Elektrodynamik verwendet werden).
Die Thermodynamik ist ein Teilgebiet der Physik, das auch seine eigenen Gesetze hat. Sie sind, wie die übrigen, allgemeiner Natur. Spezifische Einzelheiten der Struktur von ajede andere Substanz, die wir gewählt haben, wird keinen wesentlichen Einfluss auf die Natur der Gesetze haben. Deshalb sagen sie, dass dieser Zweig der Physik einer der am besten anwendbaren (oder vielmehr erfolgreich angewandten) in Wissenschaft und Technologie ist.
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Die Liste der Beispiele kann sehr lang sein. Viele auf thermodynamischen Gesetzen basierende Lösungen finden sich beispielsweise im Bereich der Wärmetechnik oder der Elektroindustrie. Selbstverständlich über die Beschreibung und das Verständnis von chemischen Reaktionen, Phasenübergängen, Übertragungsphänomenen. In gewisser Weise "kooperiert" die Thermodynamik mit der Quantendynamik. Die Sphäre ihres Kontakts ist eine Beschreibung des Phänomens der Schwarzen Löcher.
Gesetze
Das obige Bild zeigt die Essenz eines der thermodynamischen Prozesse - Konvektion. Warme Materieschichten steigen auf, k alte Schichten fallen herunter.
Ein alternativer Name für die Gesetze, der übrigens häufiger verwendet wird, ist der Beginn der Thermodynamik. Bis heute gibt es drei davon (plus eine „Null“oder „allgemein“). Aber bevor wir darüber sprechen, was jedes der Gesetze impliziert, versuchen wir, die Frage zu beantworten, was die Prinzipien der Thermodynamik sind.
Sie sind eine Reihe bestimmter Postulate, die die Grundlage für das Verständnis der in Makrosystemen ablaufenden Prozesse bilden. Die Bestimmungen der Prinzipien der Thermodynamik wurden empirisch ermittelt, indem eine ganze Reihe von Experimenten durchgeführt und wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt wurden. Es gibt also einige Beweisewas es uns ermöglicht, die Postulate ohne einen einzigen Zweifel an ihrer Genauigkeit zu übernehmen.
Manche Leute fragen sich, warum die Thermodynamik genau diese Gesetze braucht. Nun, wir können sagen, dass die Notwendigkeit, sie zu verwenden, darauf zurückzuführen ist, dass in diesem Abschnitt der Physik makroskopische Parameter allgemein beschrieben werden, ohne einen Hinweis auf ihre mikroskopische Natur oder Merkmale desselben Plans. Dies ist nicht das Gebiet der Thermodynamik, sondern der statistischen Physik, um genauer zu sein. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Tatsache, dass die Prinzipien der Thermodynamik voneinander unabhängig sind. Das heißt, einer der zweiten wird nicht funktionieren.
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Die Anwendung der Thermodynamik geht, wie bereits erwähnt, in viele Richtungen. Übrigens wird eines ihrer Prinzipien zugrunde gelegt, das in Form des Energieerh altungssatzes unterschiedlich interpretiert wird. Thermodynamische Lösungen und Postulate werden erfolgreich in Branchen wie Energiewirtschaft, Biomedizin und Chemie umgesetzt. Hier in der biologischen Energie sind der Energieerh altungssatz und der Wahrscheinlichkeits- und Richtungssatz des thermodynamischen Prozesses weit verbreitet. Daneben werden dort die drei gebräuchlichsten Begriffe verwendet, auf denen das gesamte Werk und seine Beschreibung basieren. Dies ist ein thermodynamisches System, ein Prozess und eine Prozessphase.
Prozesse
Prozesse in der Thermodynamik sind unterschiedlich komplex. Es gibt sieben von ihnen. Allgemein ist der Vorgang in diesem Fall als nichts anderes zu verstehen als eine Veränderung des makroskopischen Zustands, indie das System früher gegeben wurde. Es versteht sich, dass der Unterschied zwischen dem bedingten Anfangszustand und dem Endergebnis vernachlässigbar sein kann.
Wenn der Unterschied unendlich klein ist, dann können wir den Vorgang, der stattgefunden hat, als elementar bezeichnen. Wenn wir über Prozesse sprechen, müssen wir auf zusätzliche Begriffe zurückgreifen. Eines davon ist das „Arbeitsorgan“. Ein Arbeitsmedium ist ein System, in dem ein oder mehrere thermische Prozesse ablaufen.
Prozesse werden üblicherweise in Nichtgleichgewicht und Gleichgewicht unterteilt. Bei letzterem sind alle Zustände, die das thermodynamische System durchlaufen muss, jeweils Nichtgleichgewicht. Oftmals erfolgt die Zustandsänderung in solchen Fällen in einem schnellen Tempo. Aber Gleichgewichtsprozesse sind quasistatischen nahe. In ihnen sind Änderungen eine Größenordnung langsamer.
Thermische Prozesse in thermodynamischen Systemen können sowohl reversibel als auch irreversibel sein. Um das Wesentliche zu verstehen, teilen wir in unserer Darstellung den Handlungsablauf in bestimmte Intervalle ein. Wenn wir denselben Prozess mit denselben „Wegstationen“umgekehrt durchführen können, dann kann man ihn als reversibel bezeichnen. Andernfalls funktioniert es nicht.
