เทอร์โมไดนามิกส์คืออะไร? เป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคุณสมบัติของระบบมหภาค ในเวลาเดียวกัน วิธีการแปลงพลังงานและวิธีการถ่ายโอนพลังงานก็อยู่ภายใต้การศึกษาเช่นกัน อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบและสถานะของระบบ เราจะมาพูดถึงเรื่องอื่นๆ ที่เธอศึกษากัน
คำจำกัดความ
ในภาพด้านล่าง คุณสามารถดูตัวอย่างเทอร์โมแกรมที่ได้รับเมื่อศึกษากระติกน้ำร้อน
อุณหพลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่อาศัยข้อเท็จจริงทั่วไปที่ได้รับจากการสังเกต กระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบอุณหพลศาสตร์อธิบายโดยใช้ปริมาณมหภาค รายการประกอบด้วยพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเข้มข้น ความดัน อุณหภูมิ และอื่นๆ เป็นที่ชัดเจนว่าพวกมันไม่สามารถใช้ได้กับโมเลกุลแต่ละโมเลกุล แต่ถูกลดทอนเป็นคำอธิบายของระบบในรูปแบบทั่วไป (ในทางตรงกันข้ามกับปริมาณที่ใช้ในอิเล็กโทรไดนามิก เป็นต้น)
อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่มีกฎหมายเป็นของตัวเอง พวกเขาเหมือนคนอื่น ๆ มีลักษณะทั่วไป รายละเอียดเฉพาะของโครงสร้างของaสารอื่นใดที่เราเลือกจะไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อธรรมชาติของกฎหมาย นั่นคือเหตุผลที่พวกเขากล่าวว่าสาขาฟิสิกส์นี้เป็นหนึ่งในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เหมาะสมที่สุด (หรือค่อนข้างประสบความสำเร็จ)
แอปพลิเคชัน
รายการตัวอย่างอาจยาวมาก ตัวอย่างเช่น วิธีแก้ปัญหามากมายที่อิงตามกฎทางอุณหพลศาสตร์สามารถพบได้ในด้านวิศวกรรมความร้อนหรืออุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องพูดเกี่ยวกับคำอธิบายและความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี การเปลี่ยนเฟส ปรากฏการณ์การถ่ายโอน ในทางใดทางหนึ่ง อุณหพลศาสตร์ "ร่วมมือ" กับพลวัตของควอนตัม ทรงกลมที่สัมผัสกันคือคำอธิบายของปรากฏการณ์หลุมดำ
กฎหมาย
ภาพด้านบนแสดงให้เห็นแก่นแท้ของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์อย่างใดอย่างหนึ่ง - การพาความร้อน ชั้นสสารอุ่นขึ้น ชั้นเย็นตกลงมา
ชื่ออื่นของกฎหมายที่ใช้บ่อยกว่านั้นคือจุดเริ่มต้นของอุณหพลศาสตร์ จนถึงปัจจุบันมีสามคน (บวกหนึ่ง "ศูนย์" หรือ "ทั่วไป") แต่ก่อนที่จะพูดถึงความหมายของกฎแต่ละข้อ เรามาลองตอบคำถามว่าหลักการของเทอร์โมไดนามิกส์มีอะไรบ้าง
เป็นชุดของสมมุติฐานบางอย่างที่เป็นพื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบมาโคร บทบัญญัติของหลักการทางอุณหพลศาสตร์ได้รับการจัดตั้งขึ้นโดยสังเกตจากการทดลองทั้งหมดและมีการดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ จึงมีหลักฐานบางอย่างทำให้เรานำหลักสมมุติฐานมาใช้โดยไม่ต้องสงสัยเลยเกี่ยวกับความถูกต้อง
บางคนสงสัยว่าทำไมเทอร์โมไดนามิกส์ถึงต้องการกฎเหล่านี้ เราสามารถพูดได้ว่าความจำเป็นในการใช้สิ่งเหล่านี้เนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในส่วนนี้ของฟิสิกส์ พารามิเตอร์มหภาคถูกอธิบายในลักษณะทั่วไป โดยไม่ต้องคำนึงถึงลักษณะจุลภาคหรือคุณลักษณะของแผนเดียวกัน นี่ไม่ใช่สาขาวิชาอุณหพลศาสตร์ แต่เป็นสาขาฟิสิกส์สถิติ เพื่อให้เจาะจงมากขึ้น สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือข้อเท็จจริงที่ว่าหลักการของเทอร์โมไดนามิกส์เป็นอิสระจากกัน นั่นคือหนึ่งในสองจะไม่ทำงาน
แอปพลิเคชัน
การประยุกต์ใช้อุณหพลศาสตร์ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ไปในหลายทิศทาง โดยวิธีการที่หลักการประการหนึ่งของมันถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานซึ่งตีความแตกต่างกันในรูปแบบของกฎการอนุรักษ์พลังงาน โซลูชันและสมมติฐานทางอุณหพลศาสตร์กำลังดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมพลังงาน ชีวการแพทย์ และเคมี ในด้านพลังงานชีวภาพ กฎการอนุรักษ์พลังงานและกฎความน่าจะเป็นและทิศทางของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ยังมีการใช้แนวคิดทั่วไปสามประการซึ่งเป็นพื้นฐานของงานทั้งหมดและคำอธิบาย นี่คือระบบเทอร์โมไดนามิก กระบวนการและขั้นตอนของกระบวนการ
กระบวนการ
กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์มีระดับความซับซ้อนต่างกันไป มีเจ็ดคน โดยทั่วไป กระบวนการในกรณีนี้ควรเข้าใจว่าไม่มีอะไรมากไปกว่าการเปลี่ยนแปลงในสถานะมหภาค inซึ่งระบบได้ให้ไว้ก่อนหน้านี้ ควรเข้าใจว่าความแตกต่างระหว่างสถานะเริ่มต้นแบบมีเงื่อนไขและผลลัพธ์สุดท้ายนั้นเล็กน้อยมาก
ถ้าความแตกต่างนั้นเล็กมาก เราสามารถเรียกกระบวนการที่เกิดขึ้นในระดับประถมศึกษาได้ หากเราหารือเกี่ยวกับกระบวนการ เราจะต้องพูดถึงข้อกำหนดเพิ่มเติม หนึ่งในนั้นคือ "ร่างกายที่ทำงาน" สารทำงานคือระบบที่มีกระบวนการทางความร้อนเกิดขึ้นหนึ่งหรือหลายกระบวนการ
กระบวนการแบ่งตามอัตภาพเป็นความไม่สมดุลและสมดุล ในกรณีอย่างหลัง สภาวะทั้งหมดที่ระบบเทอร์โมไดนามิกต้องผ่านคือไม่สมดุลตามลำดับ บ่อยครั้ง การเปลี่ยนแปลงในรัฐเกิดขึ้นในกรณีเช่นนี้อย่างรวดเร็ว แต่กระบวนการสมดุลนั้นใกล้เคียงกับกระบวนการกึ่งสถิต การเปลี่ยนแปลงมีลำดับความสำคัญช้าลง
กระบวนการทางความร้อนที่เกิดขึ้นในระบบเทอร์โมไดนามิกสามารถย้อนกลับได้และไม่สามารถย้อนกลับได้ เพื่อให้เข้าใจแก่นแท้ ให้เราแบ่งลำดับของการกระทำออกเป็นช่วงๆ ในการแทนค่าของเรา หากเราสามารถทำกระบวนการเดียวกันย้อนกลับด้วย "สถานีทาง" เดียวกัน ก็สามารถเรียกได้ว่าย้อนกลับได้ ไม่อย่างนั้นมันจะไม่ทำงาน
