Mienzaniso yeKushandiswa kweMitemo yeThermodynamics
Mitemo yethermodynamics ibumbiro remitemo mikuru inotsanangura kuti simba rinofambiswa sei uye rinoshanduka sei, kunyanya sezvo riine chekuita nekupisa, basa, uye hunhu hwezvinhu. Kunyange zvazvo zvinganzwika sedzidziso, mitemo yethermodynamics ine hukama hwakasimba nehupenyu hwezuva nezuva: kubva pakuti firiji inotonhodza sei chikafu, kusvika pakushandura sei injini yemotokari mafuta kuita kufamba, kusvika pakuchengetedza tembiricha yemuviri wemunhu. Chinyorwa chino chinoongorora mienzaniso yemitemo yethermodynamics—kubva paZeroth Law kusvika kuThird Law—mumutauro uri nyore kunzwisisa uye mamiriro chaiwo enyika.
1. Mutemo weZeroth weThermodynamics: Pfungwa Dzekutanga dzeTembiricha uye Kuenzana kweThermal
Mutemo weZeroth weThermodynamics unoti: kana system A iri mu thermal equilibrium ne system B, uye system B iri mu thermal equilibrium ne system C, saka system A iriwo mu thermal equilibrium ne system C. Chinhu chikuru ipfungwa ye thermal equilibrium uye tsananguro ye tembiricha.
Muenzaniso wekushandiswa:
1. Thermometer yekuyera tembiricha yemuviri
Kana thermometer yakaiswa pamuviri, kuchinjana kwekupisa kunoitika kusvika thermometer nemuviri zvasvika pakuenzana kwekupisa. Kana kuenzana uku kwasvika, tembiricha yethermometer inoonekwa seyakafanana netembiricha yemuviri, zvichiita kuti chiyero chive chechokwadi. Pasina Mutemo weZeroth, pfungwa yekuti "kuyera tembiricha" yaisazova nehwaro.
2. Kuenzanisa zvishandiso zvekuyera tembiricha muindasitiri
Mukugadzira chikafu, mishonga, kana marabhoritari, masensa ekupisa anofanirwa kuenzaniswa uchishandisa referensi yakajairwa (semuenzaniso, mvura inogezerwa patembiricha yakatarwa). Sensa nereferensi zvinobvumirwa kusvika pakuenzana kwekupisa kuti kuverenga kuonekwe sekwakarurama. Izvi zvinoenderana zvakananga neMutemo waZeroth.
2. Mutemo wekutanga weThermodynamics: Kuchengetedza Simba uye Kuchinja Kupisa-Kushanda
Mutemo wekutanga weThermodynamics imhando yakakosha yemutemo wekuchengetedza simba. Mukufunga, shanduko yesimba muhurongwa yakaenzana nekupisa kunopinzwa muhurongwa kunze kwebasa rinoitwa nehurongwa panzvimbo dzakatenderedza. Simba harigone kugadzirwa kana kuparadzwa—rinongogona kungochinja chimiro chete.
Muenzaniso wekushandiswa:
1. Injini dzinopisa mukati (mota nemidhudhudhu)
Petroli ine simba remakemikari. Kana yapiswa, simba iri rinoshandurwa kuita simba rekupisa, iro rinozoshandurwa kuita basa remakanika rekufambisa mapiston, crankshaft, uye pakupedzisira mavhiri. Simba iri harisi rese rinova kufamba; rakawanda rinorasika sekupisa kuburikidza neutsi neradiator. Mutemo wekutanga unotsanangura kuti simba rinoenda kupi kana mota ichifamba.
2. Chiteshi chemagetsi chemhepo (PLTU)
Marasha (kana chimwe chinhu chinopisa) anopisa mvura kuti agadzire utsi hwemhepo hunomanikidza zvakanyanya. Utsi hunoshandura turbine (hunoshanda), iyo inoshandura jenareta, ichigadzira magetsi. Kutevedzana kwesimba iri kunotevedzera Mutemo wekutanga: simba rekupisa rinouya rinokamurwa kuita simba remagetsi rinobatsira uye simba rekupisa rinorasikirwa nenharaunda.
3. Pombi yebhasikoro uye kudziyisa kwekumanikidza
Kana tai rafuridzwa mweya, mhepo inomanikidzwa, zvichiita kuti tembiricha yaro iwedzere. Simba rekushanda rinobva muruoko (kuburikidza nepombi) rinoendeswa kugasi sesimba remukati, zvichiita kuti gasi (nepombi) zvinzwe zvichidziya. Chiitiko ichi chiri nyore muenzaniso wakajeka wehukama huripo pakati pekushanda nekushanduka kwesimba remukati.
4. Virisa mvura mukicheni
Kana chitofu chikapisa pani, kupisa kunotamiswa kubva mumoto kuenda pani nemvura. Simba remukati memvura rinowedzera, zvichiita kuti tembiricha yayo ikwire, uye ipapo shanduko yechikamu ichi inoitika. Mutemo wekutanga unobatsira kutsanangura kuti simba rinobva pachinhu chinopisa harirasikirwi asi rinochengetwa sesimba remukati kana kuti rinoshandiswa pakuchinja mamiriro.
3. Mutemo Wechipiri weThermodynamics: Kutungamira Kwemaitiro, Kupinda Kwesimba, uye Kushanda Zvakanaka
Mutemo Wechipiri weThermodynamics unotsanangura kuti maitiro echisikigo ane gwara. Kupisa kunoyerera kubva pazvinhu zvine tembiricha yakakwira kuenda kuzvinhu zvine tembiricha yakaderera, kwete zvakasiyana. Mutemo uyu unounzawo pfungwa ye entropy, iyo inogona kungonzwisiswa sechiyero che "kusagadzikana," kana huwandu hwenzira dzinorongwa simba mukati mehurongwa. Mutemo Wechipiri unotaura kuti entropy yese (system + zvakatipoteredza) inowanzo kuwedzera.
Muenzaniso wekushandiswa:
1. Mafiriji nema air conditioner: fambisa kupisa "zvichipesana nekwaunobva"
Kupisa kunoyerera kubva muchinhu chinodziya chiri kunze kuenda muchinhu chinotonhorera chiri mukati mefiriji. Zvisinei, firiji inotamisa kupisa kubva mukamuri rinotonhora kuenda kunzvimbo inodziya ichishandisa simba remagetsi. Nekuti inomanikidza kupisa kuti kuyerera kunopesana nekuyerera kwechisikigo, firiji inoda simba rakawedzerwa. Ndokusaka firiji isingakwanise kushanda isina simba remagetsi uye isingakwanise kuita 100% kushanda zvakanaka.
2. Sei michina isingakwanise kushanda zvakanaka zvizere?
Injini dzinopisa dzinogara dzichiramba kupisa kunharaunda. Kunyangwe mainjini akanakisa anofanira kunge aine "heat sink" kuti thermodynamic cycle ienderere mberi. Mutemo weChipiri unotsanangura miganhu yedzidziso yekushanda zvakanaka kweinjini, semuenzaniso kuburikidza nepfungwa yekushanda zvakanaka kweCarnot, iyo inoenderana nekupisa kwenzvimbo dzinopisa nedzinotonhora. Inotsanangurawo kuti sei mota dzichigara dzichigadzira kupisa kwakanyanya uye nei magwenya emagetsi achida matonho ekutonhodza kana ma condenser systems.
3. Aizi inonyunguduka patembiricha yemumba
Aizi iri patafura inonyunguduka painotora kupisa kubva munzvimbo inodziya. Maitiro aya anowedzera huwandu hwe entropy nekuti simba rinoparadzirwa zvakaenzana. Zvakasiyana—mvura patembiricha yemumba inongoerekana yaoma isina kuburitsa kupisa kune nharaunda—hazviitiki zvega nekuti zvinoderedza huwandu hwe entropy.
4. Kusanganiswa kwezvinhu uye kupararira
Kunhuhwirira kwepefiyumu kunopararira mukamuri rese pasina chikonzero chefeni. Zvidimbu zvinofamba zvisina tsarukano uye zvinowanzopararira kubva munzvimbo dzine huwandu hwakanyanya kusvika kune hwakaderera. Izvi zvinoenderana nemaitiro esystem ekuenda kune mamiriro akaenzana (higher entropy).
4. Mutemo wechitatu weThermodynamics: Muganho weTembiricha Yakaderera uye Kusakwanisika Kusvika paAbsolute Zero
Mutemo wechitatu weThermodynamics unoti sezvo tembiricha yasvika pazero chaiyo (0 Kelvin), entropy yekristaro yakakwana inosvika pachiyero chidiki (yasvika pazero). Muchokwadi, mutemo uyu unoti zero chaiyo haigone kusvikwa nematanho akatarwa.
Muenzaniso wekushandiswa:
1. Tekinoroji yeCryogenic
Kugadzirwa nekuchengetwa kwe liquid nitrogen (77 K) kana liquid helium (inenge 4 K) kunoda nzira dzekutonhodza zvishoma nezvishoma uye kushandisa simba rakawanda. Mutemo wechitatu unotsanangura kuti nei tembiricha iri pedyo ne0 K, zvinova zvakaoma kudzikisa tembiricha: zvinoda kushanda nesimba kukuru "kubvisa" simba rekupisa rasara kubva musystem.
2. Kutsvaga maSuperconductors nezvinhu
Zvimwe zvinhu zvinova superconductors patembiricha yakaderera zvikuru (zvichida kusvika pazero resistance yemagetsi). Marabhoritari anoshandisa misimboti ye cryogenic kuti awane tembiricha yakanyanya, asi haambosviki pa0 K. Mutemo wechitatu ndiwo hwaro hwemuganhu wekutanga wekutonhodza uye unotsanangura maitiro ekupisa kwezvinhu patembiricha yakaderera.
3. Masensa ekupisa kwakaderera uye zvishandiso
Munzvimbo dzinoongorora zvinhu zvemuchadenga, masensa e infrared anowanzo tonhodzwa kuti aderedze ruzha rwekupisa. Kana tembiricha yakaderera, ruzha rwekupisa runoderedza, asi kune miganhu inoshanda uye yedzidziso inoenderana neMutemo wechitatu.
5. Mitemo yeThermodynamics muhupenyu hwezuva nezuva: Pfupiso Yakazara
Kana zvabatanidzwa, mitemo mina yethermodynamics inoumba hwaro hwekuti tinonzwisisa sei simba:
- Mutemo weZeroth unobvumidza kuyerwa kwekupisa uye kunzwisisa kana zvinhu zviviri "zvakaenzana nekupisa".
- Mutemo wekutanga unoita kuti tikwanise kuverenga nekutevera shanduko dzesimba muhurongwa—hapana simba rinorasika pasina kana chiratidzo.
- Mutemo weChipiri unotiudza mafambiro ebasa uye unotsanangura kuti sei tichigara tichibhadhara mari yesimba kana tichida kuendesa kupisa kana kushandura simba kuita basa nguva nenguva.
- Mutemo wechitatu unoisa muganho pakutonhora uye unotsanangura maitiro ezvinhu pazvinosvika pakupisa kwakaderera zvakanyanya.
Mienzaniso yakaita semafiriji, mainjini emotokari, mafekitori emagetsi, kumanikidzwa kwegasi, kunyunguduka kwechando, uye kunyange tekinoroji ye cryogenic zvinoratidza kuti thermodynamics inopfuura kungova fomura iri mubhuku. Ndiyo musimboti unodzora michina yemazuva ano yetekinoroji uye maitiro echisikigo akatikomberedza. Kunzwisisa mashandisirwo ayo kunotibatsira kuongorora mashandiro esimba, kugadzira michina inoshanda zvakanyanya, uye kunzwisisa kuti nei zvimwe zvinhu "zvisingagoneke" - semuenzaniso, injini inoshanda 100% kana kutonhora kusvika pazero zvachose. Saka, mitemo yethermodynamics ndeimwe yenheyo dzinobatsira uye dzakakosha dzefizikisi muhupenyu hwedu.
