ה תֶרמוֹדִינָמִיקָה חוקרת את מערכת העברת האנרגיה, וככל שכל האנרגיה מייצרת סוג של עבודה וחום, זהו תחום עצום למחקר.
תֶרמוֹדִינָמִיקָה נלמד על ידי פיזיקה בה נמדדות כמויות החום המוחלפות לאנרגיה.
הוא נוצר על ידי חוקרים שרצו לשפר מכונות, במיוחד מתקופת הזהב של המהפכה התעשייתית.
מחקרים אלה בוצעו גם במנועי מכוניות, מקררים, מכונות תרמיות ותהליכים ששינו עפרות ונגזרות נפט.
לתרמודינמיקה יש חוקים הקובעים כיצד החום הופך לעבודה ולהיפך.
אנו ממליצים גם על: התפשטות תרמית
אינדקס
החוק הזה של תֶרמוֹדִינָמִיקָה לומד את עקרון שמירת האנרגיה. בה מערכת לא נהרסת ולא נוצרת, היא רק הופכת.
כשמישהו משתמש במשאבה כדי לנפח חפץ מתנפח, הוא משתמש בכוח כדי לאלץ אוויר לחפץ. אנרגיה קינטית היא זו שגורמת לבוכנה לרדת.
אך חלק מהאנרגיה הזו הופך לחום שאבד לאיכות הסביבה.
העברות חום מתבצעות באופן ספונטני, תמיד מהגוף החם לקור ולעולם לא להפך. תהליך העברת האנרגיה התרמית הוא בלתי הפיך.
בחוק זה ההמרה האינטגרלית של חום לצורה אחרת של אנרגיה אינה מתרחשת. חום הוא סוג של אנרגיה מושפלת.
חוק האפס של תֶרמוֹדִינָמִיקָה חוקר את התנאים להשגת שיווי משקל תרמי. בין התנאים הללו יש השפעה של חומרים הקובעים מוליכות תרמית גבוהה יותר או פחות.
בחוק זה אם גוף A נמצא בשיווי משקל תרמי במגע עם גוף B ואם גוף A זה נמצא גם בשיווי משקל עם גוף C, גוף B יהיה בשיווי משקל עם גוף C.
כאשר שני עצמים עם טמפרטורות שונות באים במגע, האובייקט החם יותר יעביר חום לאובייקט הקר יותר. הפיכת טמפרטורות להשוות יצירת שיווי משקל תרמי.
יש לו את שם החוק אפס של תֶרמוֹדִינָמִיקָה כי חשוב להבין את שני החוקים שכבר היו החוק הראשון והשני.
נלמד כדי לקבוע נקודת ייחוס מוחלטת הקובעת את בסיס החוק השני של תֶרמוֹדִינָמִיקָהכלומר לאנטרופיה.
הפיזיקאי וולטר הרמן נרנסט חקר וקבע כי חומר טהור בטמפרטורה של אפס אינו יכול לאנטרופיה לערך משוער של אפס.
ומסיבה זו, פיסיקאים רבים רואים בחוק תֶרמוֹדִינָמִיקָה כלל ולא חוק.
במערכת תרמודינמית זו יש גוף אחד או כמה המתייחסים זה לזה. היקום והסביבה המקיפה אותם מייצגים את הסביבה החיצונית של המערכת. מערכת זו מוגדרת כפתוחה, סגורה או מבודדת.
במערכת הפתוחה יש העברת מסה ואנרגיה בין המערכת לסביבה החיצונית. בסגור יש העברת אנרגיה (חום) ובמבודד אין חילופי דברים.
ההתנהגות באמצעות מיקרוסקופ קלה יותר להבנה מאשר מצבים פיזיקליים אחרים כגון נוזל ומוצק.
בגזים חלקיקים נעים בצורה לא מסודרת ומתקשרים רק בהתנגשויות. התנגשויות אלו המתרחשות בין החלקיקים נחשבות לגמישות ונמשכות זמן קצר מאוד.
במערכת הסגורה מניחים שלגז האידיאלי יש התנהגות הכרוכה בכמויות הלחץ, הנפח והטמפרטורה.
לחץ (p) נוצר על ידי תנועה של חלקיקי גז בתוך המיכל. המרחב שתופס הגז בתוך המיכל הוא הנפח (v) והטמפרטורה (t) קשורה לאנרגיה הקינטית של חלקיקי הגז.
אנרגיה פנימית מסייעת במדידה כיצד מתרחש השינוי שעובר הגז. כמות זו קשורה לשינוי בטמפרטורה ובאנרגיה הקינטית של החלקיקים.
גז הנחשב לאידאלי נוצר על ידי סוג של אטום, בעל אנרגיה פנימית פרופורציונאלית לטמפרטורת הגז.
_____
תמיד חשבנו להקל עליך (קוראי חינוך וטרנספורמציה), החלטנו לעשות את כל ה סיכום להורדה ב- PDF.
לגישה לחומר, בדוק את הקישור הבא והורד:
בתמורה איזותרמית של גז אידיאלי, המוצר p V קבוע ושווה 33,240J. קבוע הגזים המושלמים הוא 8.31J למול. K ומספר השומות של הגז הוא n = 5. במהלך התהליך, הגז מקבל 2,000 J חום מהמדיום החיצוני. לקבוע:
א) אם הגז עובר התרחבות או דחיסה;
ב) טמפרטורת התהליך;
ג) וריאציה של האנרגיה הפנימית של הגז;
ד) העבודה שנעשתה בתמורה.
תרגיל שנפתר כאן: https://youtu.be/7vZnpMwFlZE
תרגיל אחר שנפתר:
הירשם לרשימת הדוא"ל שלנו וקבל מידע מעניין ועדכונים בתיבת הדואר הנכנס שלך
תודה על ההרשמה.
