¿Qué es la termodinámica? Esta es una rama de la física que se ocupa del estudio de las propiedades de los sistemas macroscópicos. Al mismo tiempo, los métodos de conversión de energía y los métodos de su transferencia también se incluyen en el estudio. La termodinámica es una rama de la física que estudia los procesos que ocurren en los sistemas y sus estados. Hablaremos sobre qué más hay en la lista de cosas que estudia.
Definición
En la siguiente imagen puedes ver un ejemplo de un termograma obtenido al estudiar una jarra de agua caliente.
La termodinámica es una ciencia que se basa en hechos generalizados obtenidos empíricamente. Los procesos que ocurren en los sistemas termodinámicos se describen usando cantidades macroscópicas. Su lista incluye parámetros como concentración, presión, temperatura y similares. Es claro que no son aplicables a moléculas individuales, sino que se reducen a una descripción del sistema en su forma general (a diferencia de aquellas cantidades que se usan en electrodinámica, por ejemplo).
La termodinámica es una rama de la física que también tiene sus propias leyes. Ellos, como el resto, son de carácter general. Detalles específicos de la estructura de uncualquier otra sustancia que hayamos elegido no tendrá un efecto significativo sobre la naturaleza de las leyes. Por eso dicen que esta rama de la física es una de las más aplicables (o más bien aplicadas con éxito) en la ciencia y la tecnología.
Solicitud
La lista de ejemplos puede ser muy larga. Por ejemplo, se pueden encontrar muchas soluciones basadas en las leyes de la termodinámica en el campo de la ingeniería térmica o la industria de la energía eléctrica. No hace f alta decir sobre la descripción y comprensión de reacciones químicas, transiciones de fase, fenómenos de transferencia. En cierto modo, la termodinámica "coopera" con la dinámica cuántica. La esfera de su contacto es una descripción del fenómeno de los agujeros negros.
Leyes
La imagen de arriba demuestra la esencia de uno de los procesos termodinámicos: la convección. Las capas cálidas de materia se elevan, las capas frías caen.
Un nombre alternativo para las leyes, que, por cierto, se usa la mayoría de las veces, es el comienzo de la termodinámica. Hasta la fecha, hay tres de ellos (más un "cero" o "general"). Pero antes de hablar de lo que implica cada una de las leyes, intentemos responder a la pregunta de cuáles son los principios de la termodinámica.
Son un conjunto de ciertos postulados que forman la base para entender los procesos que ocurren en los macrosistemas. Las disposiciones de los principios de la termodinámica se establecieron empíricamente a medida que se llevó a cabo toda una serie de experimentos e investigaciones científicas. Por lo tanto, hay algunas pruebaspermitiéndonos adoptar los postulados sin una sola duda sobre su exactitud.
Algunas personas se preguntan por qué la termodinámica necesita estas mismas leyes. Bien, podemos decir que la necesidad de usarlos se debe a que en esta sección de la física los parámetros macroscópicos se describen de manera general, sin ningún atisbo de consideración de su naturaleza microscópica o características del mismo plan. Este no es el campo de la termodinámica, sino de la física estadística, para ser más específicos. Otra cosa importante es el hecho de que los principios de la termodinámica son independientes entre sí. Es decir, uno de los segundos no funcionará.
Solicitud
La aplicación de la termodinámica, como se mencionó anteriormente, va en muchas direcciones. Por cierto, se toma como base uno de sus principios, que se interpreta de manera diferente en la forma de la ley de conservación de la energía. Las soluciones y postulados termodinámicos se están implementando con éxito en industrias como la industria energética, la biomedicina y la química. Aquí en energía biológica, la ley de conservación de la energía y la ley de probabilidad y dirección del proceso termodinámico son ampliamente utilizadas. Junto a esto, allí se utilizan los tres conceptos más comunes, en los que se basa toda la obra y su descripción. Este es un sistema termodinámico, un proceso y una fase del proceso.
Procesos
Los procesos en termodinámica tienen diversos grados de complejidad. Hay siete de ellos. En general, el proceso en este caso debe entenderse como nada más que un cambio en el estado macroscópico, enque el sistema se le dio anteriormente. Debe entenderse que la diferencia entre el estado inicial condicional y el resultado final puede ser insignificante.
Si la diferencia es infinitamente pequeña, podemos llamar elemental al proceso que ha tenido lugar. Si hablamos de procesos, tendremos que recurrir a mencionar términos adicionales. Uno de ellos es el “cuerpo de trabajo”. Un fluido de trabajo es un sistema en el que tienen lugar uno o varios procesos térmicos.
Los procesos se dividen convencionalmente en no equilibrio y equilibrio. En el caso de este último, todos los estados por los que tiene que pasar el sistema termodinámico son, respectivamente, de no equilibrio. A menudo, el cambio de estado se produce en estos casos a un ritmo rápido. Pero los procesos de equilibrio están cerca de los cuasi-estáticos. En ellos, los cambios son un orden de magnitud más lentos.
Los procesos térmicos que ocurren en los sistemas termodinámicos pueden ser tanto reversibles como irreversibles. Para comprender la esencia, dividamos la secuencia de acciones en ciertos intervalos en nuestra representación. Si podemos hacer el mismo proceso a la inversa con las mismas "estaciones de paso", entonces puede llamarse reversible. De lo contrario, no funcionará.
