Termodinamika nədir? Bu, makroskopik sistemlərin xassələrinin öyrənilməsi ilə məşğul olan fizikanın bir sahəsidir. Eyni zamanda, enerjinin çevrilmə üsulları və onun ötürülməsi üsulları da tədqiqata aiddir. Termodinamika sistemlərdə baş verən prosesləri və onların vəziyyətlərini öyrənən fizikanın bir sahəsidir. Onun öyrəndiyi şeylər siyahısında başqa nələrin olduğunu danışacağıq.
Tərif
Aşağıdakı şəkildə siz bir stəkan qaynar su öyrənərkən əldə edilən termoqramma nümunəsini görə bilərsiniz.
Termodinamika empirik yolla əldə edilmiş ümumiləşdirilmiş faktlara əsaslanan elmdir. Termodinamik sistemlərdə baş verən proseslər makroskopik kəmiyyətlərdən istifadə etməklə təsvir edilir. Onların siyahısına konsentrasiya, təzyiq, temperatur və s. kimi parametrlər daxildir. Aydındır ki, onlar ayrı-ayrı molekullara şamil edilmir, lakin sistemin ümumi formada təsvirinə endirilir (məsələn, elektrodinamikada istifadə olunan kəmiyyətlərdən fərqli olaraq).
Termodinamika fizikanın öz qanunları olan bir sahəsidir. Onlar, digərləri kimi, ümumi xarakter daşıyır. strukturunun xüsusi təfərrüatları abizim seçdiyimiz hər hansı digər maddə qanunların təbiətinə əhəmiyyətli təsir göstərməyəcək. Ona görə də deyirlər ki, fizikanın bu sahəsi elm və texnologiyada ən çox tətbiq olunan (daha doğrusu, uğurla tətbiq olunan) sahələrdən biridir.
Tətbiq
Nümunələrin siyahısı çox uzun ola bilər. Məsələn, termodinamik qanunlara əsaslanan bir çox həllər istilik mühəndisliyi və ya elektrik enerjisi sənayesi sahəsində tapıla bilər. Kimyəvi reaksiyaların, faza keçidlərinin, köçürmə hadisələrinin təsviri və başa düşülməsi haqqında danışmağa ehtiyac yoxdur. Bir növ, termodinamika kvant dinamikası ilə “əməkdaşlıq edir”. Onların təmas sferası qara dəliklər fenomeninin təsviridir.
Qanunlar
Yuxarıdakı şəkil termodinamik proseslərdən birinin - konveksiyanın mahiyyətini nümayiş etdirir. Maddənin isti təbəqələri yuxarı qalxır, soyuq təbəqələr aşağı düşür.
Qanunlar üçün alternativ ad, yeri gəlmişkən, daha tez-tez istifadə olunur, termodinamikanın başlanğıcıdır. Bu günə qədər onlardan üçü var (üstəlik bir "sıfır" və ya "ümumi"). Lakin qanunların hər birinin nəyi nəzərdə tutduğu barədə danışmazdan əvvəl gəlin termodinamikanın prinsiplərinin nə olduğu sualına cavab verməyə çalışaq.
Onlar makrosistemlərdə baş verən prosesləri başa düşmək üçün əsas təşkil edən müəyyən postulatlar toplusudur. Termodinamikanın prinsiplərinin müddəaları bütöv bir sıra təcrübələr və elmi tədqiqatlar kimi empirik şəkildə müəyyən edilmişdir. Beləliklə, bəzi sübutlar vardüzgünlüyünə heç bir şübhə etmədən postulatları qəbul etməyə imkan verir.
Bəzi insanlar termodinamikanın bu qanunlara niyə ehtiyac duyduğunu düşünürlər. Yaxşı, deyə bilərik ki, onlardan istifadə zərurəti fizikanın bu bölməsində makroskopik parametrlərin onların mikroskopik təbiətini və ya eyni planın xüsusiyyətlərini nəzərə almadan ümumi şəkildə təsvir edilməsi ilə əlaqədardır. Bu, termodinamikanın deyil, daha dəqiq desək, statistik fizikanın sahəsidir. Digər vacib məqam termodinamika prinsiplərinin bir-birindən asılı olmamasıdır. Yəni, ikincilərdən biri işləməyəcək.
Tətbiq
Termodinamikanın tətbiqi, əvvəllər qeyd olunduğu kimi, bir çox istiqamətlərdə gedir. Yeri gəlmişkən, onun prinsiplərindən biri əsas götürülür ki, bu da enerjinin saxlanması qanunu şəklində fərqli şərh olunur. Termodinamik həllər və postulatlar enerji sənayesi, biotibb və kimya kimi sənaye sahələrində uğurla tətbiq olunur. Burada bioloji enerjidə enerjinin saxlanma qanunundan və termodinamik prosesin ehtimal və istiqamət qanunundan geniş istifadə olunur. Bununla yanaşı, bütün əsərin və onun təsvirinin əsaslandığı üç ən ümumi anlayışdan istifadə olunur. Bu, termodinamik sistem, proses və proses mərhələsidir.
Proseslər
Termodinamikada proseslər müxtəlif mürəkkəblik dərəcələrinə malikdir. Onlardan yeddisi var. Ümumiyyətlə, bu vəziyyətdə proses makroskopik vəziyyətdə dəyişiklikdən başqa bir şey kimi başa düşülməlidir.sistem daha əvvəl verilmişdir. Başa düşmək lazımdır ki, şərti ilkin vəziyyətlə yekun nəticə arasındakı fərq cüzi ola bilər.
Əgər fərq sonsuz kiçikdirsə, o zaman baş vermiş prosesi elementar adlandıra bilərik. Prosesləri müzakirə etsək, əlavə şərtləri qeyd etməli olacağıq. Onlardan biri də “işçi orqan”dır. İşçi maye bir və ya bir neçə istilik prosesinin baş verdiyi sistemdir.
Proseslər şərti olaraq qeyri-tarazlıq və tarazlığa bölünür. Sonuncu halda, termodinamik sistemin keçməli olduğu bütün vəziyyətlər, müvafiq olaraq, qeyri-tarazlıqdır. Çox vaxt vəziyyətlərin dəyişməsi belə hallarda sürətli bir templə baş verir. Lakin tarazlıq prosesləri kvazistatik proseslərə yaxındır. Onlarda dəyişikliklər daha yavaş ölçülür.
Termodinamik sistemlərdə baş verən istilik prosesləri həm geri, həm də geri dönməz ola bilər. Mahiyyəti başa düşmək üçün öz təmsilimizdə hərəkətlərin ardıcıllığını müəyyən intervallara bölək. Eyni "yol stansiyaları" ilə eyni prosesi tərsinə edə bilsək, onu geri çevrilən adlandırmaq olar. Əks halda, işləməyəcək.
