Основни принципи на термодинамиката

Термодинамиката е гранка од физиката што го проучува претворањето на механичката енергија во топлинска и обратниот правец-претворањето на топлината во работа
Постојат многу начини за изведување на секоја од овие трансформации. На пример со триење на дланките се произведива топлина; со триење на две дрвени стапчиња може да се запали оган. Ако едно тело стабилно паѓа од некоја висина, при неговиот удар на земјата се развива топлина. Ако лежиштата на автомобилскиот мотор или тркалaта не се подмачкани, ќе се вжештат и можат да се блокираат или да прегорат. Сето ова се примери за трансформација на механичката енергија во топлина.
Обратниот процес – трансформацијата на топлината во механичка енергија, се применува кај современите парни, дизели, бензиски и млазни мотори. Во сите овие мотори со согорување на горивото се произведува топлина и со ширење на гасовите топлината се претвора во работа.

Термодинамички принципи(закони)

mini

Термодинамиката се заснова на три основни принципи, односно законитости, добиени по експериментален пат. Со помош на овие закони се опишува термодинамичкото однесување на системите составени од многу честочки.

1. Првиот закон

• Првиот закон го објаснува запазувањето на енергијата и го дефинира начинот на претворање на топлината во работа и обратно

1. Вториот закон

• Вториот закон го определува односот на вложената топлина и добиената работа. Според овој закон не се можни процеси при кои целата топлина се претвора во работа. Топлината може сама по себе да поминува од потопло кон поладно тело, но не и обратно.

1. Третиот закон

• Третиот закон зборува за состојбата на телата во близина на најниската температура – апсолутната нула. Овој закон покажува дека не е можно да се постигние таа температура. За да изладиме некое тело до апсолутната нула, таа топлина треба да ја предадеме на друго тело кое е поладно од него, а тоа е невозможно.

Термодинамички системи и параметри

Термодинамиката ги изучува системите составени од голем број честички наречени микроскопски системи, меѓу кои е можна размена на енергија. Притоа не е важно да се разгледува молекуларната структура на честичките што ги сочинуваат системите.
Термодинамички систем е систем од голем број тела или честички во кои може да настане претворање на енергијата од еден во друг вид. Најчесто систем претставува количество гас затворен затворен во определен дел од просторот. Друг пример за микроскопски систем е човечкото тело, кое е составено од голем број клетки. Исто така и секоја одделна клетка е составена од голем број атоми, па може да се разгледува како микроскопски ситем.
Состојбата на секој систем се дефинира преку неговите основни термодинамички параметри: температура, притисок, волумен, густина и др.
Еденмакроскопски систем се наоѓа во состојба на термодинамичка рамнотежа ако неговите параметри не се менуваат со текот на времето. Преминувањето на системот од една во друга состојба се вика термодинамички процес. На пример, ако се менува притисокот на гасот во еден балон, настанува процес на ширење (експанзија) на гасот во балонот. При тоа може да се смени и температурата на гасот, волуменот или некоја друга величина.
Повратен процес е таков процес при кој постојат услови системот да се врати во спротивна насока, т.е да се врати назад во почетната состојба по истиот пат. Таквите процеси се рамнотежни и протекуваат бескрајно бавно. Ако процесот се одвива со поолема брзина, тогаш обично е неповратен. Пример за такви процеси се предавање топлина од потопло на поладно тело, рзите испарувања и други брзи процеси. Повратните процеси протекуваат еднакво лесно во двете насоки ( топењето на мраз и замрзнувањето на водата). Кај неповратните процеси двете насоки се различни.