Термодинамика деген эмне? Бул макроскопиялык системалардын касиеттерин изилдөө менен алектенген физиканын бир бөлүмү. Ошол эле учурда энергияны айландыруу ыкмалары жана аны берүү ыкмалары да изилдөөгө кирет. Термодинамика – физиканын системалардагы процесстерди жана алардын абалын изилдөөчү бөлүмү. Ал изилдеген нерселердин тизмесинде дагы эмнелер бар экенин сүйлөшөбүз.
Аныктама
Төмөнкү сүрөттө сиз кумура ысык сууну изилдөөдө алынган термограмманын мисалын көрө аласыз.
Термодинамика – эмпирикалык жол менен алынган жалпыланган фактыларга таянган илим. Термодинамикалык системаларда болуп жаткан процесстер макроскопиялык чоңдуктардын жардамы менен сүрөттөлөт. Алардын тизмеси концентрация, басым, температура жана ушул сыяктуу параметрлерди камтыйт. Алар айрым молекулалар үчүн колдонулбай турганы анык, бирок системанын жалпы түрүндөгү сүрөттөлүшүнө келтирилген (мисалы, электродинамикада колдонулган чоңдуктардан айырмаланып).
Термодинамика – физиканын өз мыйзамдары бар бир тармагы. Алар, башкалары сыяктуу эле, жалпы мүнөзгө ээ. а-нын түзүлүшүнүн конкреттүү деталдарыбиз тандап алган башка эч кандай зат мыйзамдардын табиятына олуттуу таасирин тийгизбейт. Ошондуктан алар физиканын бул тармагы илимде жана техникада эң колдонулуучу (же тагыраак айтканда, ийгиликтүү колдонулган) тармактардын бири деп айтышат.
Колдонмо
Мисалдардын тизмеси абдан узун болушу мүмкүн. Мисалы, термодинамикалык мыйзамдарга негизделген көптөгөн чечимдерди жылуулук техникасы же электр энергетикасы тармагында табууга болот. Химиялык реакциялардын, фазалык өткөөлдөрдүн, өтүү кубулуштарынын сүрөттөлүшү жана түшүнүгү жөнүндө сөз кылуунун кажети жок. Кандайдыр бир мааниде термодинамика кванттык динамика менен «кызматташат». Алардын байланыш чөйрөсү кара тешиктердин кубулушунун сүрөттөлүшү.
Мыйзамдар
Жогорудагы сүрөттө термодинамикалык процесстердин бири - конвекциянын маңызы көрсөтүлгөн. Заттын жылуу катмарлары көтөрүлөт, муздак катмарлары түшөт.
Закондордун альтернативалуу аталышы, демек, көп колдонулган, термодинамиканын башталышы. Бүгүнкү күнгө чейин, алардын үчөө бар (плюс бир "нөл", же "жалпы"). Бирок мыйзамдардын ар бири эмнени билдирерин айтуудан мурун, келгиле, термодинамиканын принциптери эмне деген суроого жооп бергенге аракет кылалы.
Алар макросистемаларда болуп жаткан процесстерди түшүнүү үчүн негиз болгон белгилүү бир постулаттардын жыйындысы. Термодинамиканын принциптеринин жоболору эксперименттердин бүтүндөй сериясы катары эмпирикалык түрдө аныкталып, илимий изилдөөлөр жүргүзүлдү. Ошентип, кээ бир далилдер барпостулаттарды алардын тактыгына эч шектенбестен кабыл алууга мүмкүндүк берет.
Кээ бир адамдар термодинамикага дал ушул мыйзамдар эмне үчүн керек деп таң калышат. Ооба, аларды колдонуунун зарылчылыгы физиканын бул бөлүмүндө макроскопиялык параметрлер алардын микроскопиялык табиятын же ошол эле пландын өзгөчөлүктөрүн эске албаганда жалпы мүнөздө баяндалгандыгына байланыштуу деп айта алабыз. Бул термодинамиканын эмес, статистикалык физиканын, тагыраак айтканда. Дагы бир маанилүү нерсе - термодинамиканын принциптеринин бири-биринен көз карандысыз болушу. Башкача айтканда, экинчисинин бири иштебейт.
Колдонмо
Термодинамиканын колдонулушу, мурда айтылгандай, көп багытта жүрөт. Айтмакчы, анын бир принциптери негиз катары алынган, ал энергиянын сакталуу мыйзамы түрүндө ар кандай чечмеленет. Термодинамикалык чечимдер жана постулаттар энергетика, биомедицина, химия сыяктуу тармактарда ийгиликтүү ишке ашырылууда. Бул жерде биологиялык энергияда энергиянын сакталуу мыйзамы жана термодинамикалык процесстин ыктымалдык жана багыт мыйзамы кеңири колдонулат. Ушуну менен катар ал жерде эң кеңири таралган үч түшүнүк колдонулат, аларга бүт чыгарма жана анын сүрөттөлүшү негизделген. Бул термодинамикалык система, процесс жана процесс фазасы.
Процесстер
Термодинамикадагы процесстер ар кандай татаалдык даражасына ээ. Алардын жетиси бар. Жалпысынан алганда, бул учурда процессти макроскопиялык абалдын өзгөрүшү деп түшүнүү керек.бул система мурда берилген. Шарттуу баштапкы абал менен акыркы жыйынтыктын ортосундагы айырма анча деле маанилүү эмес экенин түшүнүү керек.
Эгер айырма чексиз кичине болсо, анда өткөн процессти элементардык деп атасак болот. Эгерде процесстерди талкууласак, кошумча шарттарды айтууга туура келет. Алардын бири "жумушчу орган" болуп саналат. Жумушчу суюктук - бул бир же бир нече жылуулук процесстери болгон система.
Процесстер шарттуу түрдө тең салмактуу эмес жана тең салмактуу болуп бөлүнөт. Акыркы учурда, термодинамикалык система өтүүгө тийиш болгон бардык абалдар, тиешелүүлүгүнө жараша, тең салмактуу эмес. Көбүнчө абалдын өзгөрүшү мындай учурларда тез темп менен болот. Бирок тең салмактуулук процесстери квазистатикалык процесстерге жакын. Аларда өзгөртүүлөр ылдамыраак.
Термодинамикалык системаларда пайда болгон жылуулук процесстери кайра кайтарылуучу да, кайтарылгыс да болушу мүмкүн. Маңызын түшүнүү үчүн, биздин өкүлчүлүктө аракеттердин ырааттуулугун белгилүү интервалдарга бөлөлү. Эгерде биз ошол эле процессти ошол эле "жол станциялары" менен тескери жасай алсак, анда аны тескери деп атоого болот. Болбосо, ал иштебейт.
