Què és la termodinàmica? Aquesta és una branca de la física que s'ocupa de l'estudi de les propietats dels sistemes macroscòpics. Al mateix temps, també s'estudien els mètodes de conversió d'energia i els mètodes de transferència. La termodinàmica és una branca de la física que estudia els processos que ocorren en els sistemes i els seus estats. Parlarem de què més hi ha a la llista de coses que estudia.
Definició
A la imatge de sota podeu veure un exemple de termograma obtingut en estudiar una gerra d'aigua calenta.
La termodinàmica és una ciència que es basa en fets generalitzats obtinguts empíricament. Els processos que ocorren en sistemes termodinàmics es descriuen mitjançant magnituds macroscòpiques. La seva llista inclou paràmetres com la concentració, la pressió, la temperatura i similars. És evident que no són aplicables a molècules individuals, sinó que es redueixen a una descripció del sistema en la seva forma general (a diferència d'aquelles magnituds que s'utilitzen en electrodinàmica, per exemple).
La termodinàmica és una branca de la física que també té les seves pròpies lleis. Ells, com la resta, són de caràcter general. Detalls específics de l'estructura d'aqualsevol altra substància que hem escollit no tindrà un efecte significatiu sobre la naturalesa de les lleis. Per això diuen que aquesta branca de la física és una de les més aplicables (o millor dit, aplicades amb èxit) en ciència i tecnologia.
Aplicació
La llista d'exemples pot ser molt llarga. Per exemple, es poden trobar moltes solucions basades en lleis termodinàmiques en el camp de l'enginyeria tèrmica o la indústria de l'energia elèctrica. No cal dir sobre la descripció i comprensió de reaccions químiques, transicions de fase, fenòmens de transferència. En certa manera, la termodinàmica "coopera" amb la dinàmica quàntica. L'esfera del seu contacte és una descripció del fenomen dels forats negres.
Lleis
La imatge de d alt demostra l'essència d'un dels processos termodinàmics: la convecció. Les capes càlides de matèria s'aixequen, les capes fredes cauen.
Un nom alternatiu per a les lleis, que, per cert, s'utilitza més sovint, és l'inici de la termodinàmica. Fins ara, n'hi ha tres (més un "zero" o "general"). Però abans de parlar del que implica cadascuna de les lleis, intentem respondre a la pregunta de quins són els principis de la termodinàmica.
Són un conjunt de determinats postulats que constitueixen la base per entendre els processos que ocorren en els macrosistemes. Les disposicions dels principis de la termodinàmica es van establir empíricament com tota una sèrie d'experiments i investigacions científiques. Per tant, hi ha algunes provesque ens permet adoptar els postulats sense cap dubte sobre la seva exactitud.
Algunes persones es pregunten per què la termodinàmica necessita aquestes lleis. Doncs bé, podem dir que la necessitat d'utilitzar-los es deu al fet que en aquest apartat de la física es descriuen de manera general els paràmetres macroscòpics, sense cap indici de consideració de la seva naturalesa microscòpica o característiques d'un mateix pla. Aquest no és el camp de la termodinàmica, sinó de la física estadística, per ser més específics. Una altra cosa important és el fet que els principis de la termodinàmica són independents entre si. És a dir, un dels segons no funcionarà.
Aplicació
L'aplicació de la termodinàmica, com s'ha esmentat anteriorment, va en moltes direccions. Per cert, es pren com a base un dels seus principis, que s'interpreta de manera diferent en forma de llei de conservació de l'energia. Les solucions i els postulats termodinàmics s'estan implementant amb èxit en indústries com la indústria de l'energia, la biomedicina i la química. Aquí en energia biològica s'utilitzen àmpliament la llei de conservació de l'energia i la llei de probabilitat i direcció del procés termodinàmic. Paral·lelament, s'hi fan servir els tres conceptes més habituals, en els quals es basa tota l'obra i la seva descripció. Aquest és un sistema termodinàmic, procés i fase de procés.
Processos
Els processos en termodinàmica tenen diferents graus de complexitat. N'hi ha set. En general, el procés en aquest cas s'ha d'entendre com un canvi en l'estat macroscòpic, enque el sistema es va donar abans. S'ha d'entendre que la diferència entre l'estat inicial condicional i el resultat final pot ser insignificant.
Si la diferència és infinitament petita, podem anomenar elemental el procés que ha tingut lloc. Si parlem de processos, haurem de recórrer a esmentar termes addicionals. Un d'ells és el "corp de treball". Un fluid de treball és un sistema en el qual tenen lloc un o diversos processos tèrmics.
Els processos es divideixen convencionalment en no equilibri i equilibri. En el cas d'aquest últim, tots els estats pels quals ha de passar el sistema termodinàmic són, respectivament, desequilibris. Sovint, el canvi d'estat es produeix en aquests casos a un ritme ràpid. Però els processos d'equilibri són propers als quasi estàtics. En ells, els canvis són un ordre de magnitud més lents.
Els processos tèrmics que es produeixen en sistemes termodinàmics poden ser tant reversibles com irreversibles. Per entendre l'essència, dividim la seqüència d'accions en determinats intervals de la nostra representació. Si podem fer el mateix procés a la inversa amb les mateixes "estacions de camí", aleshores es pot anomenar reversible. En cas contrari, no funcionarà.
