1-ترمودینامیک

ترمودینامیک
موتور حرارتی کلاسیک کارنو
نشان می دهد شاخه ها
نشان می دهد قوانین
نشان می دهد سیستم های
نشان می دهد خصوصیات سیستم
نشان می دهد خواص مواد
نشان می دهد معادلات
نشان می دهد پتانسیل ها
نشان می دهد تاریخ فرهنگ
نشان می دهد دانشمندان
نشان می دهد دیگر
دسته بندی
v تی ه

ترمودینامیک شاخه ای از فیزیک است که به گرما , کار و دما و رابطه آنها با انرژی , آنتروپی و خواص فیزیکی ماده و تابش می پردازد . رفتار این کمیت ها توسط چهار قانون ترمودینامیک کنترل می شود که توصیف کمی را با استفاده از کمیت های فیزیکی ماکروسکوپی قابل اندازه گیری ارائه می دهد، اما ممکن است بر حسب اجزای میکروسکوپی توسط مکانیک آماری توضیح داده شود . ترمودینامیک برای طیف گسترده ای از موضوعات در علم کاربرد داردمهندسی ، به ویژه شیمی فیزیک ، بیوشیمی ، مهندسی شیمی و مهندسی مکانیک ، بلکه در سایر زمینه های پیچیده مانند هواشناسی .

از نظر تاریخی، ترمودینامیک به دلیل تمایل به افزایش کارایی موتورهای بخار اولیه ، به ویژه از طریق کار فیزیکدان فرانسوی سادی کارنو (1824) توسعه یافت که معتقد بود راندمان موتور کلیدی است که می تواند به فرانسه در پیروزی در جنگ های ناپلئون کمک کند . [1] لرد کلوین فیزیکدان اسکاتلندی-ایرلندی اولین کسی بود که تعریف مختصری از ترمودینامیک را در سال 1854 ارائه کرد [2] که بیان داشت: «ترمودینامیک موضوع رابطه گرما با نیروهایی است که بین اجزای مجاور اجسام و رابطه گرما با آژانس برق." رودلف کلازیوس ، فیزیکدان و ریاضیدان آلمانی اصل کارنو که به عنوان چرخه کارنو شناخته می شود را مجدداً بیان کرد و به نظریه گرما مبنای واقعی تر و محکم تری داد. مهمترین مقاله او، "درباره نیروی متحرک گرما"، [3] که در سال 1850 منتشر شد، برای اولین بار قانون دوم ترمودینامیک را بیان کرد . در سال 1865 او مفهوم آنتروپی را معرفی کرد . در سال 1870 او قضیه ویروسی را معرفی کرد که برای گرما اعمال می شود . [4]

کاربرد اولیه ترمودینامیک در موتورهای حرارتی مکانیکی به سرعت به مطالعه ترکیبات شیمیایی و واکنش‌های شیمیایی گسترش یافت. ترمودینامیک شیمیایی ماهیت نقش آنتروپی در فرآیند واکنش های شیمیایی را مطالعه می کند و بخش عمده ای از گسترش و دانش این زمینه را فراهم کرده است. فرمول های دیگری از ترمودینامیک پدیدار شد. ترمودینامیک آماری یا مکانیک آماری به پیش بینی های آماری حرکت جمعی ذرات از رفتار میکروسکوپی آنها مربوط می شود. در سال 1909، کنستانتین کاراتئودوری یک رویکرد کاملاً ریاضی را به صورت بدیهی ارائه کرد.فرمولاسیون، توصیفی که اغلب به عنوان ترمودینامیک هندسی شناخته می شود .

فهرست

مقدمه

توصیف هر سیستم ترمودینامیکی از چهار قانون ترمودینامیک استفاده می کند که یک مبنای بدیهی را تشکیل می دهند. قانون اول مشخص می کند که انرژی می تواند بین سیستم های فیزیکی به صورت گرما ، کار و با انتقال ماده منتقل شود. [5] قانون دوم وجود کمیتی به نام آنتروپی را تعریف می‌کند که جهت را از نظر ترمودینامیکی توصیف می‌کند که یک سیستم می‌تواند تکامل یابد و وضعیت نظم یک سیستم را کمی می‌کند و می‌تواند برای کمی کردن کار مفیدی که می‌توان استخراج کرد استفاده کرد. از سیستم [6]

در ترمودینامیک، برهمکنش‌های بین مجموعه‌های بزرگی از اجسام مورد مطالعه و طبقه‌بندی قرار می‌گیرند. در این مورد مفاهیم سیستم ترمودینامیکی و محیط اطراف آن قرار دارند. یک سیستم از ذراتی تشکیل شده است که حرکات میانگین آنها ویژگی های آن را مشخص می کند و این ویژگی ها به نوبه خود از طریق معادلات حالت با یکدیگر مرتبط هستند . خواص را می توان برای بیان انرژی داخلی و پتانسیل های ترمودینامیکی ترکیب کرد که برای تعیین شرایط تعادل و فرآیندهای خود به خودی مفید هستند .

با استفاده از این ابزارها می توان از ترمودینامیک برای توصیف چگونگی واکنش سیستم ها به تغییرات در محیط خود استفاده کرد. این را می توان برای طیف گسترده ای از موضوعات در علم و مهندسی ، مانند موتورها ، انتقال فاز ، واکنش های شیمیایی ، پدیده های حمل و نقل و حتی سیاهچاله ها اعمال کرد. نتایج ترمودینامیک برای سایر رشته های فیزیک و برای شیمی ، مهندسی شیمی، مهندسی خوردگی ، مهندسی هوافضا ، مهندسی مکانیک ، زیست شناسی سلولی ، ضروری است.مهندسی زیست پزشکی ، علم مواد ، و اقتصاد ، به نام چند. [7] [8]

این مقاله عمدتاً بر ترمودینامیک کلاسیک متمرکز است که عمدتاً سیستم‌های موجود در تعادل ترمودینامیکی را مورد مطالعه قرار می‌دهد . ترمودینامیک غیرتعادلی اغلب به عنوان توسعه ای از درمان کلاسیک در نظر گرفته می شود، اما مکانیک آماری پیشرفت های زیادی را در این زمینه به ارمغان آورده است.

+ نوشته شده در سه شنبه بیستم دی ۱۴۰۱ ساعت 5:50 توسط علی رضا نقش نیلچی |

ریاضیات

آموزش ریاضی