Apa itu termodinamika? Ini adalah cabang fisika yang berhubungan dengan studi tentang sifat-sifat sistem makroskopik. Pada saat yang sama, metode konversi energi dan metode transfernya juga termasuk dalam penelitian. Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari proses yang terjadi dalam sistem dan keadaannya. Kita akan berbicara tentang apa lagi yang ada di daftar hal-hal yang dia pelajari.
Definisi
Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat contoh termogram yang diperoleh saat mempelajari kendi berisi air panas.
Termodinamika adalah ilmu yang mengandalkan fakta-fakta umum yang diperoleh secara empiris. Proses yang terjadi dalam sistem termodinamika dijelaskan menggunakan besaran makroskopik. Daftar mereka mencakup parameter seperti konsentrasi, tekanan, suhu, dan sejenisnya. Jelas bahwa mereka tidak berlaku untuk molekul individu, tetapi direduksi menjadi deskripsi sistem dalam bentuk umumnya (berlawanan dengan jumlah yang digunakan dalam elektrodinamika, misalnya).
Termodinamika adalah cabang fisika yang juga memiliki hukumnya sendiri. Mereka, seperti yang lainnya, bersifat umum. Detail spesifik dari struktur azat lain apa pun yang kami pilih tidak akan berdampak signifikan pada sifat hukum. Itulah sebabnya mereka mengatakan bahwa cabang fisika ini adalah salah satu yang paling dapat diterapkan (atau lebih tepatnya, berhasil diterapkan) dalam sains dan teknologi.
Aplikasi
Daftar contoh bisa sangat panjang. Misalnya, banyak solusi berdasarkan hukum termodinamika dapat ditemukan di bidang teknik termal atau industri tenaga listrik. Tak perlu dikatakan tentang deskripsi dan pemahaman tentang reaksi kimia, transisi fase, fenomena transfer. Di satu sisi, termodinamika "bekerja sama" dengan dinamika kuantum. Lingkup kontak mereka adalah deskripsi fenomena lubang hitam.
Hukum
Gambar di atas menunjukkan esensi dari salah satu proses termodinamika - konveksi. Lapisan materi yang hangat naik, lapisan yang dingin turun.
Nama alternatif untuk hukum, yang, omong-omong, lebih sering digunakan daripada tidak, adalah awal dari termodinamika. Sampai saat ini, ada tiga di antaranya (ditambah satu "nol", atau "umum"). Namun sebelum membahas tentang pengertian dari masing-masing hukum tersebut, mari kita coba menjawab pertanyaan tentang apa itu prinsip-prinsip termodinamika.
Mereka adalah seperangkat postulat tertentu yang membentuk dasar untuk memahami proses yang terjadi dalam sistem makro. Ketentuan prinsip-prinsip termodinamika ditetapkan secara empiris sebagai seluruh rangkaian percobaan dan penelitian ilmiah dilakukan. Jadi, ada beberapa buktimemungkinkan kita untuk mengadopsi postulat tanpa keraguan tentang akurasinya.
Beberapa orang bertanya-tanya mengapa termodinamika membutuhkan hukum-hukum ini. Yah, kita dapat mengatakan bahwa kebutuhan untuk menggunakannya adalah karena fakta bahwa di bagian fisika ini, parameter makroskopik dijelaskan secara umum, tanpa sedikit pun pertimbangan sifat mikroskopis atau fitur dari rencana yang sama. Ini bukan bidang termodinamika, tetapi fisika statistik, untuk lebih spesifik. Hal penting lainnya adalah fakta bahwa prinsip-prinsip termodinamika tidak tergantung satu sama lain. Artinya, salah satu dari yang kedua tidak akan berfungsi.
Aplikasi
Penerapan termodinamika, seperti yang disebutkan sebelumnya, berjalan ke banyak arah. Omong-omong, salah satu prinsipnya diambil sebagai dasar, yang ditafsirkan secara berbeda dalam bentuk hukum kekekalan energi. Solusi dan postulat termodinamika berhasil diterapkan di industri seperti industri energi, biomedis, dan kimia. Di sini, dalam energi biologis, hukum kekekalan energi dan hukum probabilitas dan arah proses termodinamika digunakan secara luas. Bersamaan dengan ini, tiga konsep paling umum digunakan di sana, yang menjadi dasar seluruh karya dan deskripsinya. Ini adalah sistem termodinamika, proses dan fase proses.
Proses
Proses dalam termodinamika memiliki tingkat kerumitan yang berbeda-beda. Ada tujuh dari mereka. Secara umum, proses dalam hal ini harus dipahami sebagai tidak lebih dari perubahan keadaan makroskopik, diyang diberikan sistem sebelumnya. Harus dipahami bahwa perbedaan antara kondisi awal bersyarat dan hasil akhir dapat diabaikan.
Jika perbedaannya sangat kecil, maka kita dapat menyebut proses yang telah berlangsung elementer. Jika kita membahas proses, kita harus menggunakan istilah tambahan yang disebutkan. Salah satunya adalah "badan kerja". Fluida kerja adalah sistem di mana satu atau beberapa proses termal berlangsung.
Proses secara konvensional dibagi menjadi non-ekuilibrium dan keseimbangan. Dalam kasus yang terakhir, semua keadaan yang harus dilalui sistem termodinamika, masing-masing, tidak setimbang. Seringkali, perubahan status terjadi dalam kasus seperti itu dengan cepat. Tetapi proses kesetimbangan dekat dengan proses kuasi-statis. Di dalamnya, perubahan adalah urutan besarnya lebih lambat.
Proses termal yang terjadi dalam sistem termodinamika dapat bersifat reversibel dan ireversibel. Untuk memahami esensi, mari kita membagi urutan tindakan ke dalam interval tertentu dalam representasi kita. Jika kita dapat melakukan proses yang sama secara terbalik dengan "stasiun jalan" yang sama, maka itu bisa disebut reversibel. Jika tidak, itu tidak akan berhasil.
