Разбиране на процесите в термодинамиката

Обсъдихме законите на термодинамиката в предишната статия. Самата термодинамика е клон на физиката, който изучава усилията за превръщане на топлината в енергия. Този клон на науката е тясно свързан с потока на топлинна енергия от един обект към друг, процеса и последиците от този енергиен трансфер. Един пример - от този клон на науката, който всеки ден можем да намерим, е кондензът върху студени стъклени повърхности.

Термодинамиката има четири закона, свързани с топлинното равновесие, запазването на енергията, топлинния поток в обектите и абсолютните нулеви температурни условия. Освен това в този клон на науката има и това, което е известно като термодинамичен процес. Този процес е процес, преживяван от система, която включва промени в енергията поради промени в налягането, обема, температурата или преноса на топлина.

(Прочетете също: Какъв е законът на термодинамиката?)

Този процес на преобразуване на енергия е разделен на четири типа, а именно изохорни процеси, изобарни процеси, изотермични процеси и адиабатни процеси.

Изохорен процес

Изохоричният процес е процес на промяна на термодинамичното състояние, който настъпва при постоянен или фиксиран обем. Тъй като обемът е фиксиран, системата нито прави, нито приема усилия от своята среда. Можем да го формулираме като W = 0. С това получаваме формулата за закон I, както следва.

ΔQ = ΔU

При изохоричния процес, отдадената на системата топлина се използва само за увеличаване на енергията в нея.

Изобарен процес

Следващият процес е изобарен. Този процес се отнася до промяна на термодинамичното състояние при постоянно налягане. Работата в изобарен процес (W) може да се определи като произведение на налягането (P) и промяната в обема (ΔV). В математическа формула можем да опишем изобарния процес, както следва.

W = P x ΔV

В изобарния процес първият закон на термодинамиката може да бъде формулиран по следния начин.

ΔQ = ΔU + ΔW

Изотермичен процес

Както подсказва името, изотермичният процес е процес на промяна на термодинамичното състояние, който настъпва при постоянна или постоянна температура. Тази постоянна температура не води до промяна на енергията в системата или ΔU = 0. В закон I можем да формулираме изотермичния процес, както следва.

ΔQ = ΔW

Адиабатен процес

Последният процес е адиабатен процес. Този процес се отнася до промени в термодинамичното състояние, които протичат без пренос на топлина между системата и нейната среда. Постоянната топлина на системата не води до промяна на топлината в системата. В математиката можем да го определим като ΔQ = 0. В закон I адиабатният процес може да бъде изразен по следния начин.

ΔW = -ΔU

скорошни публикации