熱力学とは何か、熱力学システムは何で構成されているかを説明します。また、熱力学の法則は何ですか。
熱力学とは何ですか？
それは熱力学と呼ばれています（ギリシャ語から 魔法瓶、「熱」と ダイナモ、「力、強さ」）の枝に 物理的 それは熱と他の同様の形のエネルギーの機械的作用を研究します。彼の研究は、実際の巨視的システムとしてオブジェクトにアプローチします。 科学的方法 演繹的推論、次のような広範な変数に注意を払う エントロピ、内部エネルギーまたは 音量;だけでなく、などの非拡張変数 温度、 プレッシャー または他の種類の大きさの中で、化学ポテンシャル。
ただし、熱力学はそれが研究する量の解釈を提供せず、その研究の対象は常に システム 平衡状態、つまり、その特性が内部要素によって決定可能であり、それらに作用する外力によってはそれほど決定できないもの。そのため、 エネルギー あるシステムから別のシステムにのみ交換できます 熱 またはから 仕事.
熱力学の正式な研究は、1650年にオットーフォンゲリッケのおかげで始まりました。オットーフォンゲリッケは、最初の真空ポンプを設計および製造したドイツの物理学者および法学者であり、アリストテレスと彼のアプリケーションで「自然は真空を嫌う」という彼の格言に反論しました。本発明に続いて、科学者ロバートボイルとロバート フック 彼らはシステムを改良し、圧力、温度、および体積の間の相関関係を調べました。このようにして、熱力学の法則が生まれました。
熱力学システム
熱力学系は宇宙の一部として理解されており、研究目的では、概念的に他のシステムから分離されており、自律的に理解しようとします。エネルギーが変化または保存される方法と、同時に、エネルギーの交換に注意してください。 案件 および/または環境または他の同様のシステム（存在する場合）とのエネルギー。したがって、これは熱力学を研究する方法です。
これらのシステムを分類するための主な基準は、環境からの分離の程度に基づいているため、次のことを区別します。
- オープンシステム。既知のシステムのほとんどが日常生活で行うように、エネルギーと物質を環境と自由に交換するもの。例：車。片方が彼に渡す 燃料 そしてそれは環境に戻ります ガス そして熱。
- 閉鎖系。環境とエネルギーを交換するが、問題ではないもの。これは、缶などの密閉容器で起こることです。この容器の内容は不変ですが、天気、それを周囲の空気中に放散させます。
- 孤立したシステム。ある程度、エネルギーを交換したり、環境と関係がないもの。もちろん、完全に断熱されたシステムはありませんが、ある程度はあります。 水 ホットはしばらくの間その温度を維持し、しばらくの間それを断熱しておくのに十分です。
熱力学の法則
「熱力学第零法則」は、論理的に次のように表されます。A= CおよびB = Cの場合、A = Bです。
熱力学は、この歴史を通じてさまざまな科学者によって策定された、4つの基本的な原則または法則で確立されたものによって支配されています 規律。上記の原則または法律は次のとおりです。
- 第一原理、または エネルギー保存の法則。それは、その環境から隔離された物理システムのエネルギーの総量は常に同じであると述べていますが、それはある形式のエネルギーから多くの異なるものに変換することができます。簡単に言えば、「エネルギーは生成または破壊することはできず、変換されるだけです。」
- 第三の原則、または絶対零度の法則。これは、絶対零度になるシステムのエントロピーが常に明確な定数になることを示しています。これは、絶対零度（-273.15°Cまたは0 K）に達すると、物理システムのプロセスが停止し、エントロピーの最小値が一定になることを意味します。
- ゼロ原理または熱平衡の法則。これは「ゼロ法」と呼ばれます。これは、最後に実行されたものですが、それが確立する基本的および基本的な原則が他の3つの法よりも優先されるためです。 「2つのシステムが 熱平衡 3番目のシステムとは独立して、それらも互いに熱平衡にある必要があります」。
化学熱力学
化学熱力学は別の研究分野であり、熱と仕事の相関関係に焦点を当てています。 化学反応、すべて熱力学の法則によって確立されたものに囲まれています。つまり、熱力学の法則、特に最初の2つを、物質と物質間の反応の世界に適用することです。 化合物、いわゆる「基本的なギブズ方程式」を得るために、 化学エネルギー さまざまな化合物に含まれるものが変化して伝達されるか、またはエントロピーの程度がどのように変化するか 宇宙 自発的な反応が起こるたびに。