Qu'est-ce que la thermodynamique ? C'est une branche de la physique qui traite de l'étude des propriétés des systèmes macroscopiques. Dans le même temps, les méthodes de conversion de l'énergie et les méthodes de son transfert relèvent également de l'étude. La thermodynamique est une branche de la physique qui étudie les processus se produisant dans les systèmes et leurs états. Nous parlerons de ce qu'il y a d'autre sur la liste des choses qu'elle étudie.
Définition
Dans l'image ci-dessous, vous pouvez voir un exemple de thermogramme obtenu lors de l'étude d'une carafe d'eau chaude.
La thermodynamique est une science qui s'appuie sur des faits généralisés obtenus de manière empirique. Les processus se produisant dans les systèmes thermodynamiques sont décrits à l'aide de grandeurs macroscopiques. Leur liste comprend des paramètres tels que la concentration, la pression, la température, etc. Il est clair qu'elles ne s'appliquent pas à des molécules individuelles, mais se réduisent à une description du système dans sa forme générale (contrairement aux grandeurs utilisées en électrodynamique, par exemple).
La thermodynamique est une branche de la physique qui a aussi ses propres lois. Ils sont, comme les autres, de nature générale. Les détails spécifiques de la structure d'untoute autre substance que nous aurons choisie n'aura pas d'effet significatif sur la nature des lois. C'est pourquoi ils disent que cette branche de la physique est l'une des plus applicables (ou plutôt, appliquées avec succès) en science et technologie.
Demande
La liste des exemples peut être très longue. Par exemple, de nombreuses solutions basées sur les lois thermodynamiques peuvent être trouvées dans le domaine du génie thermique ou de l'industrie de l'énergie électrique. Inutile de parler de la description et de la compréhension des réactions chimiques, des transitions de phase, des phénomènes de transfert. D'une certaine manière, la thermodynamique « coopère » avec la dynamique quantique. La sphère de leur contact est une description du phénomène des trous noirs.
Lois
L'image ci-dessus montre l'essence de l'un des processus thermodynamiques - la convection. Des couches chaudes de matière montent, des couches froides tombent.
Un nom alternatif pour les lois, qui, soit dit en passant, est utilisé le plus souvent, est le début de la thermodynamique. A ce jour, il y en a trois (plus un "zéro", ou "général"). Mais avant de parler de ce que chacune des lois implique, essayons de répondre à la question de savoir quels sont les principes de la thermodynamique.
Ils sont un ensemble de certains postulats qui forment la base pour comprendre les processus se produisant dans les macrosystèmes. Les dispositions des principes de la thermodynamique ont été établies empiriquement au fur et à mesure que toute une série d'expériences et de recherches scientifiques ont été menées. Ainsi, il existe des preuvesnous permettant d'adopter les postulats sans aucun doute quant à leur exactitude.
Certaines personnes se demandent pourquoi la thermodynamique a besoin de ces mêmes lois. Eh bien, on peut dire que la nécessité de les utiliser est due au fait que dans cette section de physique, les paramètres macroscopiques sont décrits de manière générale, sans aucune allusion à la prise en compte de leur nature microscopique ou des caractéristiques du même plan. Ce n'est pas le domaine de la thermodynamique, mais de la physique statistique, pour être plus précis. Une autre chose importante est le fait que les principes de la thermodynamique sont indépendants les uns des autres. Autrement dit, l'un des seconds ne fonctionnera pas.
Demande
L'application de la thermodynamique, comme mentionné précédemment, va dans de nombreuses directions. Soit dit en passant, l'un de ses principes est pris comme base, qui est interprété différemment sous la forme de la loi de conservation de l'énergie. Des solutions et des postulats thermodynamiques sont mis en œuvre avec succès dans des industries telles que l'industrie de l'énergie, la biomédecine et la chimie. Ici, dans l'énergie biologique, la loi de conservation de l'énergie et la loi de probabilité et de direction du processus thermodynamique sont largement utilisées. Parallèlement à cela, les trois concepts les plus courants y sont utilisés, sur lesquels repose l'ensemble de l'œuvre et sa description. Il s'agit d'un système thermodynamique, d'un processus et d'une phase de processus.
Processus
Les processus thermodynamiques sont plus ou moins complexes. Il y en a sept. En général, le processus dans ce cas doit être compris comme rien de plus qu'un changement de l'état macroscopique, endont le système a été donné plus tôt. Il faut comprendre que la différence entre l'état initial conditionnel et le résultat final peut être négligeable.
Si la différence est infiniment petite, alors nous pouvons appeler le processus qui a eu lieu élémentaire. Si nous discutons de processus, nous devrons recourir à la mention de termes supplémentaires. L'un d'eux est le « corps de travail ». Un fluide de travail est un système dans lequel un ou plusieurs processus thermiques ont lieu.
Les processus sont traditionnellement divisés en non-équilibre et équilibre. Dans le cas de ce dernier, tous les états par lesquels le système thermodynamique doit passer sont, respectivement, hors d'équilibre. Souvent, le changement d'état se produit dans de tels cas à un rythme rapide. Mais les processus d'équilibre sont proches des processus quasi-statiques. En eux, les changements sont d'un ordre de grandeur plus lents.
Les processus thermiques se produisant dans les systèmes thermodynamiques peuvent être à la fois réversibles et irréversibles. Afin de comprendre l'essence, divisons la séquence d'actions en certains intervalles dans notre représentation. Si nous pouvons faire le même processus en sens inverse avec les mêmes "stations de cheminement", alors cela peut être qualifié de réversible. Sinon, cela ne fonctionnera pas.
