La termodynamika Je to základ, teorie, na které spoléhají motory a také mnoho dalších strojů, jako jsou chladničky, mrazničky atd. Většina uživatelů automobilů a motocyklů, mezi jinými vozidly s motory a stroji, však tuto teorii vůbec nezná. Takže jako snadný úvod se ponoříme do objevování tohoto světa, a tak budeme schopni lépe porozumět dalším technickým článkům, které vyžadují znalost termodynamiky.
Tak uvidíme nejdůležitější pojmy...
Základní pojmy
Než začnu se samotnou termodynamikou, krátce se představím Některé pojmy, které je třeba mít na paměti abych tě neztratil...
Energie
V termodynamice, Energie je definována jako schopnost systému generovat práci. Je to skalární veličina, která se může projevovat v různých formách, jako je mimo jiné kinetická energie, potenciální energie, tepelná energie, chemická energie, a která je vyjádřena v joulech (J) jako jednotka mezinárodního systému (SI).
Práce
El Práce je množství energie přenesené z jednoho systému do druhého silou když dojde k posunu nebo jinému typu jevu. V rámci práce najdeme jak mechanickou práci, kdy mechanická síla pohybuje předmětem, nebo také práci nemechanickou, kdy nemechanické síly jako elektrické nebo magnetické síly produkují totéž.
Potencia
V termodynamice, Výkon je definován jako rychlost přenosu energie mezi systémem a jeho okolím.. Je to skalární veličina, která představuje množství energie přenesené za jednotku času. Jednotkou měření v SI je watt (W), ačkoli jak víte, existují i jiné, jako je CV nebo koně atd.
Vzorec pro výkon:
P = W/t
Kde P je výkon ve wattech, W je práce v joulech a t je čas v sekundách.
Teplo a práce
Calue je definována jako přenos energie mezi dvěma systémy, ke kterému dochází v důsledku rozdílu teplot. Jeho znaménko závisí na tom, zda teplo proudí do systému nebo ze systému, tedy zda chladí nebo topí. Jednotkou SI měření je joule (J).
Nezaměňujte teplo a práci, protože to není totéž. Zatímco práce je přenos energie vlivem síly, teplo je přenos energie vlivem teplotního rozdílu. Kromě toho může být teplo negativní nebo pozitivní, v závislosti na tom, kde proudí, zatímco práce nemůže.
Termodynamické transformace
Termodynamické transformace představují změny skupenství které termodynamické systémy zažívají. Tyto změny mohou být vratné nebo nevratné a jejich studium nám umožňuje pochopit chování energie a hmoty v různých scénářích. Jinými slovy, proces, kterým termodynamický systém přechází z počátečního rovnovážného stavu do jiného konečného rovnovážného stavu. Během tohoto procesu se mění různé vlastnosti, jako je teplota, tlak, objem nebo vnitřní energie.
Termodynamické transformace se dělí na dvě: vratné, kdy se člověk může vrátit do výchozího stavu, a nevratné, kdy se nelze vrátit do tohoto výchozího stavu. Pro více informací doporučuji přečíst si tyto články…
V termodynamice jsou změny stavu systému klasifikovány na základě vlastnosti, která zůstává během procesu konstantní. Předpony „iso“ znamenají „rovný“ a používají se k pojmenování těchto speciálních termodynamických procesů.. Například:
- Izotermický: dochází při konstantní teplotě (T). V tomto případě nedochází k výměně tepla mezi systémem a okolím nebo k výměně tepla dochází tak, že teplota zůstává rovnoměrná. Příkladem může být pomalé stlačování ideálního plynu uvnitř válce s tepelně vodivými stěnami, které umožňují udržovat konstantní teplotu po celou dobu procesu.
- Izometrické nebo izochorické: vyskytuje se při konstantním objemu (V). V tomto případě nedochází ke změně hlasitosti systému. Příkladem může být ohřev plynu uvnitř pevné, utěsněné nádoby. I když se teplota zvyšuje, objem plynu se díky tuhé nádobě nemůže zvětšit.
- Izobarický: dochází při konstantním tlaku (P). V tomto případě nedochází ke změně tlaku v systému. Příkladem může být vaření vody při konstantním atmosférickém tlaku. I když se teplota vody zvyšuje, tlak zůstává stejný jako atmosférický tlak.
- Isenthalpico: vyskytuje se při konstantní entalpii (H), pak ukážu více o tom, co to je...
- Adiabatické: dochází bez výměny tepla (Q=0) mezi systémem a okolím. V tomto případě je jakákoliv změna teploty v systému způsobena výhradně prací na něm nebo jí. Příkladem může být rychlé stlačení plynu v izolovaném válci. Rychlá komprese neumožňuje přenos tepla směrem ven, takže teplota plynu se zvyšuje v důsledku práce vykonané během komprese.
I princip termodynamiky neboli zákon zachování energie
Tento princip říká, že celková energie izolovaného systému zůstává konstantní. Jinými slovy, energii nelze vytvořit ani zničit, lze ji pouze přeměnit z jedné formy do druhé. Matematicky se to vyjadřuje takto:
ΔE = Q – W
Kde ΔE je změna vnitřní energie systému vyjádřená v joulech, Q je přenesené teplo také v joulech a W je práce vykonaná systémem.
II princip termodynamiky aneb Entropie a směr procesů
Tento princip zavádí pojem entropie, míra neuspořádanosti nebo náhodnosti v systému. Druhý princip říká, že celková entropie izolovaného systému vždy roste s časem. Jinými slovy, přirozené procesy mají tendenci směřovat ke stavu větší poruchy.
Jiné podmínky
Nakonec by bylo také zajímavé znát tyto další koncepty, o kterých jsem vám řekl dříve:
Co je to entropie?
La Entropie (S) je mírou neuspořádanosti nebo náhodnosti v termodynamickém systému. Systém s vysokou entropií má pravděpodobnější rozložení částic, které jej tvoří, zatímco systém s nízkou entropií má uspořádanější rozložení. Vždy se zvyšuje v izolovaném systému, který prochází nevratným procesem, jako je smíchání dvou plynů nebo tření. Tyto procesy totiž zvyšují poruchu na mikroskopické úrovni systému.
Co je entalpie?
La Entalpie (H) je termodynamická vlastnost, která představuje celkovou energii obsažené v termodynamickém systému. Je definována jako součet vnitřní energie (U) systému a součin jeho tlaku (P) a objemu (V):
H = U + PV
Entalpie je užitečná pro analýzu termodynamických procesů, které probíhají při konstantním tlaku (izobarickém). V těchto případech se změna entalpie (ΔH) rovná teplu přenesenému do systému (Q) při konstantním tlaku:
ΔH = Q (při konstantním tlaku)
Obrázky | plátno