Fizika

Lai noskaidrotu, kā palielināt siltumdzinēja efektivitāti , franču zinātnieks Sadi Karno (1796–1832) 1824. gadā pētīja ideālu teorētisku kaloriju mašīnu. Tajā laikā vēl nebija formulēts ne pirmais termodinamikas likums, ne otrais termodinamikas likums. Pirmais likums vēl nav formulēts, jo zinātnieki vēl nezina, ka siltums ir enerģija. Pēc tam, kad Džouls un viņa kolēģi veica eksperimentus 1830. gados, zinātnieki atklāja, ka siltums ir enerģija, kas pārvietojas temperatūras atšķirību dēļ. Tātad pirmais termodinamikas likums tika formulēts pēc 1830. gada. Sadi Karno jau 1824. gadā pētīja teorētisko ideālo kaloriju dzinēju. Viņa pētījuma mērķis patiesībā bija palielināt tvaika dzinēja efektivitāti. Lielākā daļa tā laika tvaika dzinēju bija mazāk efektīvi.

Vairāk

Lai izskaidrotu neatgriezeniskos termodinamiskos procesus, zinātnieki formulēja otro termodinamikas likumu. Otrais termodinamikas likums izskaidro, kādi procesi var notikt Visumā un kādi procesi nevar notikt. Kāds zinātnieks vārdā RJE Klausiuss (1822–1888) izteica šādu apgalvojumu:

Dabiski, ka siltums pārvietojas no augstas temperatūras objektiem uz zemas temperatūras objektiem; dabiski, ka siltums nepāriet no zemas temperatūras objektiem uz augstas temperatūras objektiem (termodinamikas otrais likums — Klausija apgalvojums).

Klauzisija apgalvojums ir viens no termodinamikas otrā likuma speciālajiem apgalvojumiem. To sauc par speciālo apgalvojumu, jo tas attiecas tikai uz vienu procesu, kas saistīts ar siltuma pārnesi. Tā kā šis apgalvojums nav saistīts ar citiem procesiem, mums ir nepieciešams vispārīgāks apgalvojums. Termodinamikas otrā likuma vispārīgā apgalvojuma izstrāde balstās uz siltumdzinēju pētījumiem. Tāpēc vispirms aplūkosim dzinēja siltumu.

Vairāk

Raksts Termodinamiskie procesi: Izotermisks Adiabātisks Izohorisks Izobārs

Pastāv četri termodinamiskie procesi: izotermiskie, izohoriskie, izobāriskie un adiabātiskie procesi.

Izotermisks process (nemainīga temperatūra)

Izotermiskā procesā sistēmas temperatūra tiek uzturēta nemainīga. Teorētiski analizētā sistēma ir ideāla gāze. Ideālās gāzes temperatūra ir tieši proporcionāla ideālās gāzes iekšējai enerģijai (U = 3/2 n RT). T nemainās, tāpēc arī U nemainās. Tādējādi, ja to piemēro izotermiskajam procesam, termodinamiskā vienādojuma pirmais likums kļūst par:

Vairāk

Termodinamiskais process

Siltums (Q) ir enerģija, kas temperatūras starpības dēļ pārvietojas no viena objekta uz citu. Runājot par sistēmām un vidi, siltums ir enerģija, kas pārvietojas no sistēmas uz vidi vai no vides uz sistēmu temperatūras starpības dēļ. Ja sistēmas temperatūra ir augstāka par apkārtējās vides temperatūru, siltums plūdīs no sistēmas uz vidi. Ja apkārtējās vides temperatūra ir augstāka par sistēmas temperatūru, tad siltums plūst no vides uz sistēmu.

Siltums (Q) ir enerģija, kas pārvietojas temperatūras starpības dēļ, savukārt darbs (W) ir saistīts ar enerģijas pārnesi darba rezultātā. Piemēram, ja sistēma veic darbu vidē, tad enerģija pārvietojas no sistēmas uz vidi. Un otrādi, ja vide veic darbu sistēmā, tad enerģija pārvietojas no vides uz sistēmu.

Vairāk