O que é termodinâmica? Este é um ramo da física que lida com o estudo das propriedades dos sistemas macroscópicos. Ao mesmo tempo, métodos de conversão de energia e métodos de sua transferência também são estudados. A termodinâmica é um ramo da física que estuda os processos que ocorrem nos sistemas e seus estados. Falaremos sobre o que mais está na lista de coisas que ela estuda.
Definição
Na imagem abaixo você pode ver um exemplo de um termograma obtido ao estudar um jarro de água quente.
A Termodinâmica é uma ciência que se baseia em fatos generalizados obtidos empiricamente. Os processos que ocorrem em sistemas termodinâmicos são descritos usando grandezas macroscópicas. Sua lista inclui parâmetros como concentração, pressão, temperatura e similares. É claro que eles não são aplicáveis a moléculas individuais, mas são reduzidos a uma descrição do sistema em sua forma geral (em contraste com aquelas quantidades que são usadas em eletrodinâmica, por exemplo).
Termodinâmica é um ramo da física que também tem suas próprias leis. Eles, como o resto, são de natureza geral. Detalhes específicos da estrutura de umqualquer outra substância que tenhamos escolhido não terá um efeito significativo sobre a natureza das leis. É por isso que dizem que esse ramo da física é um dos mais aplicáveis (ou melhor, aplicados com sucesso) em ciência e tecnologia.
Aplicativo
A lista de exemplos pode ser muito longa. Por exemplo, muitas soluções baseadas em leis termodinâmicas podem ser encontradas no campo da engenharia térmica ou na indústria de energia elétrica. Desnecessário dizer sobre a descrição e compreensão de reações químicas, transições de fase, fenômenos de transferência. De certa forma, a termodinâmica "coopera" com a dinâmica quântica. A esfera de seu contato é uma descrição do fenômeno dos buracos negros.
Leis
A imagem acima demonstra a essência de um dos processos termodinâmicos - a convecção. Camadas quentes de matéria sobem, camadas frias caem.
Um nome alternativo para as leis, que, aliás, é usado com mais frequência, é o início da termodinâmica. Até o momento, existem três deles (mais um “zero” ou “geral”). Mas antes de falar sobre o que cada uma das leis implica, vamos tentar responder à pergunta sobre quais são os princípios da termodinâmica.
São um conjunto de certos postulados que formam a base para a compreensão dos processos que ocorrem nos macrossistemas. As disposições dos princípios da termodinâmica foram estabelecidas empiricamente à medida que toda uma série de experimentos e pesquisas científicas foram realizadas. Assim, existem algumas evidênciaspermitindo-nos adotar os postulados sem uma única dúvida sobre sua precisão.
Algumas pessoas se perguntam por que a termodinâmica precisa dessas mesmas leis. Bem, podemos dizer que a necessidade de usá-los se deve ao fato de que nesta seção da física, os parâmetros macroscópicos são descritos de forma geral, sem nenhum indício de consideração de sua natureza microscópica ou características do mesmo plano. Este não é o campo da termodinâmica, mas da física estatística, para ser mais específico. Outra coisa importante é o fato de que os princípios da termodinâmica são independentes uns dos outros. Ou seja, um dos segundos não funcionará.
Aplicativo
A aplicação da termodinâmica, como mencionado anteriormente, vai em muitas direções. By the way, um de seus princípios é tomado como base, que é interpretado de forma diferente na forma da lei da conservação da energia. Soluções e postulados termodinâmicos estão sendo implementados com sucesso em indústrias como a indústria de energia, biomedicina e química. Aqui na energia biológica, a lei da conservação da energia e a lei da probabilidade e direção do processo termodinâmico são amplamente utilizadas. Junto a isso, são utilizados os três conceitos mais comuns, nos quais se baseia todo o trabalho e sua descrição. Este é um sistema termodinâmico, processo e fase de processo.
Processos
Os processos em termodinâmica têm graus variados de complexidade. Há sete deles. Em geral, o processo neste caso deve ser entendido como nada mais do que uma mudança no estado macroscópico, emque o sistema foi dado anteriormente. Deve-se entender que a diferença entre o estado inicial condicional e o resultado final pode ser insignificante.
Se a diferença for infinitamente pequena, então podemos chamar o processo que ocorreu de elementar. Se discutirmos processos, teremos que recorrer à menção de termos adicionais. Um deles é o “corpo de trabalho”. Um fluido de trabalho é um sistema no qual ocorrem um ou vários processos térmicos.
Os processos são convencionalmente divididos em não-equilíbrio e equilíbrio. No caso deste último, todos os estados pelos quais o sistema termodinâmico deve passar são, respectivamente, de não equilíbrio. Muitas vezes, a mudança nos estados ocorre em tais casos em um ritmo acelerado. Mas os processos de equilíbrio estão próximos dos quase estáticos. Neles, as mudanças são uma ordem de magnitude mais lentas.
Os processos térmicos que ocorrem em sistemas termodinâmicos podem ser tanto reversíveis quanto irreversíveis. Para entender a essência, vamos dividir a sequência de ações em determinados intervalos em nossa representação. Se pudermos fazer o mesmo processo ao contrário com as mesmas "estações de passagem", então ele pode ser chamado de reversível. Caso contrário, não funcionará.
