Fizika

Kako bi otkrio kako povećati učinkovitost toplinskog stroja, francuski znanstvenik Sadi Carnot (1796.-1832.) ispitao je 1824. godine idealni teorijski kalorički stroj. U to vrijeme, prvi zakon termodinamike nije bio formuliran, niti drugi zakon termodinamike. Prvi zakon nije formuliran jer znanstvenici još ne znaju da je toplina energija. Nakon što su Joule i njegovi kolege eksperimentirali 1830-ih, znanstvenici su otkrili da je toplina energija koja se kreće zbog temperaturnih razlika. Dakle, prvi zakon termodinamike formuliran je nakon 1830. godine. Sadi Carnot istraživao je teorijski idealni kalorički stroj 1824. godine. Njegovo istraživanje zapravo je bilo usmjereno na povećanje učinkovitosti parnog stroja. Većina parnih strojeva tog vremena bila je manje učinkovita.

Pročitaj više

Kako bi objasnili nepovratne termodinamičke procese, znanstvenici su formulirali drugi zakon termodinamike. Drugi zakon termodinamike objašnjava koji se procesi mogu odvijati u svemiru, a koji se ne mogu. Jedan znanstvenik po imenu RJE Clausius (1822.-1888.) dao je sljedeću izjavu:

Toplina se prirodno prenosi s objekata visoke temperature na objekte niske temperature; toplina se prirodno ne prenosi s objekata niske temperature na objekte visoke temperature (Drugi zakon termodinamike - Clausiusova tvrdnja).

Clausiusova tvrdnja jedna je od posebnih tvrdnji drugog zakona termodinamike. Naziva se posebnom tvrdnjom jer se odnosi samo na jedan proces, a to je prijenos topline. Budući da ova tvrdnja nije povezana s drugim procesima, potrebna nam je općenitija tvrdnja. Razvoj opće tvrdnje drugog zakona termodinamike temelji se na proučavanju toplinskih motora. Stoga prvo raspravljamo o toplini motora.

Pročitaj više

Članak Termodinamički procesi: Izotermni Adijabatski Izohorički Izobarični

Postoje četiri termodinamička procesa, a to su izotermni, izohorni, izobarni i adijabatski procesi.

Izotermni proces (konstantna temperatura)

U izotermnom procesu, temperatura sustava se održava konstantnom. Teoretski, analizirani sustav je idealni plin. Temperatura idealnog plina izravno je proporcionalna idealnoj unutarnjoj energiji plina (U = 3/2 n RT). T se ne mijenja, pa se ni U ne mijenja. Dakle, ako se primijeni na izotermni proces, prvi zakon termodinamičke jednadžbe postaje:

Pročitaj više

Termodinamički proces

Toplina (Q) je energija koja se kreće s jednog objekta na drugi zbog temperaturne razlike. Što se tiče sustava i okolina, toplina je energija koja se kreće iz sustava u okolinu ili energija koja se kreće iz okoline u sustav zbog temperaturne razlike. Ako je temperatura sustava viša od temperature okoline, toplina će teći iz sustava u okolinu. Ako je temperatura okoline viša od temperature sustava, tada toplina teče iz okoline u sustav.

Toplina (Q) je energija koja se kreće zbog temperaturne razlike, dok je rad (W) povezan s prijenosom energije putem rada. Na primjer, ako sustav obavlja rad na okolini, tada se energija kreće iz sustava u okolinu. Obrnuto, ako okolina obavlja rad na sustavu, tada se energija kreće iz okoline u sustav.

Pročitaj više