Termodynamika to dziedzina fizyki, która bada proces, gdy praca jest zamieniana na ciepło i gdy ciepło jest przekształcane w pracę. Najłatwiejszym przykładem jest zacieramy ręce. Stopniowo czujemy, że powierzchnia naszych dłoni jest ciepła. Ponadto tę dziedzinę nauki możemy znaleźć również wtedy, gdy wiercenie wytwarza ciepło lub energię cieplną.
Ogólnie rzecz biorąc, termodynamika chce zrozumieć, w jaki sposób energia cieplna może przepływać z jednego ośrodka do drugiego, proces przepływu energii i konsekwencje przenoszenia tej energii. Zmienne, które mają duże znaczenie w tej gałęzi nauki, obejmują temperaturę, ciepło, energię, ciśnienie i objętość.
W termodynamice obowiązują cztery prawa. Tym razem omówimy te cztery prawa.
Prawo termodynamiki 0
Prawo to omawia równowagę termiczną, która jest powszechnie stosowana. Oznacza to, że każda substancja i materia będą miały tę samą równowagę termiczną, gdy zostaną połączone. Kiedy dwa układy są w równowadze termicznej z trzecim układem, są one ze sobą w równowadze termicznej.
Prawo termodynamiki 1
Prawa termodynamiki dodatkowo wyjaśniają zasadę zachowania energii. Energii nie można tworzyć ani niszczyć, może ona jedynie zmieniać formę. Zgodnie z tym prawem istnieje następujące równanie matematyczne:
Q = ciepło / ciepło odebrane / uwolnione (J)
W = energia / praca (J)
ΔU = zmiana energii (J)
(Przeczytaj także: Definicja, wzory i przykłady obliczania prawa Ohma)
W powyższym równaniu zastosowano dżul, który jest międzynarodową jednostką energii lub pracy. Z tego wzoru wiemy, że całkowite ciepło odebrane lub uwolnione przez obiekt zostanie wykorzystane jako praca plus zmiana energii.
Prawo termodynamiki 2
Prawo to mówi o naturalnym stanie przepływu ciepła w obiekcie z systemem. Ciepło w naturalny sposób przepływa z gorących przedmiotów do zimnych; ciepło nie przepłynie samorzutnie z zimnego przedmiotu na gorący bez wysiłku.
Prawo termodynamiki 3
Ostatnia zasada termodynamiki dotyczy temperatury zera absolutnego. Zgodnie z tym prawem, gdy system osiągnie temperaturę zera absolutnego (w stopniach Kelvina), wszystkie procesy zostaną zatrzymane, a entropia układu osiągnie minimalną wartość. To trzecie prawo mówi również, że entropia obiektów o doskonałej strukturze kryształu w temperaturze zera absolutnego również wynosi zero.
