chimia fără limite

cele trei legi ale termodinamicii

Legile Termodinamicii definesc cantitățile fizice fundamentale (temperatura, energia și entropia) care caracterizează sistemele termodinamice.

sistem sau împrejurimi

pentru a evita confuzia, oamenii de știință discută valorile termodinamice cu referire la un sistem și împrejurimile sale. Tot ceea ce nu face parte din sistem constituie împrejurimile sale. Sistemul și împrejurimile sunt separate printr-o limită. De exemplu, dacă sistemul este un mol de gaz într-un recipient, atunci limita este pur și simplu peretele interior al containerului în sine. Totul în afara graniței este considerat împrejurimile, care ar include containerul în sine.,

limita trebuie să fie clar definită, astfel încât să se poată spune clar dacă o anumită parte a lumii se află în sistem sau în împrejurimi. Dacă materia nu este capabilă să treacă peste graniță, atunci se spune că sistemul este închis; în caz contrar, este deschis. Un sistem închis poate încă să facă schimb de energie cu împrejurimile, cu excepția cazului în care sistemul este unul izolat, caz în care nici Materia, nici energia nu pot trece peste graniță.,

Un Sistem Termodinamic: O diagramă a unui sistem termodinamic

Prima Lege a Termodinamicii

prima lege a termodinamicii, de asemenea, cunoscut sub numele de Legea de Conservare a Energiei, afirmă că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă; energie pot fi transferate sau schimbate de la o formă la alta. De exemplu, aprinderea unei lumini pare să producă energie; cu toate acestea, energia electrică este convertită.,

Un mod de a exprima prima lege a termodinamicii este că orice schimbare în energia internă (∆E) a unui sistem este dat de suma de căldură (q) ce se revarsa peste limitele sale și la locul de muncă (w) face pe sistemul prin împrejurimi:

\Delta \text{E} = \text{q} + \text{w}

Această lege spune că există două tipuri de procese, de căldură și de muncă, care pot duce la o schimbare în energia internă a unui sistem., Deoarece atât căldura, cât și munca pot fi măsurate și cuantificate, aceasta este aceeași cu a spune că orice schimbare a energiei unui sistem trebuie să conducă la o schimbare corespunzătoare a energiei împrejurimilor din afara sistemului. Cu alte cuvinte, energia nu poate fi creată sau distrusă. Dacă căldura curge într-un sistem sau împrejurimile lucrează la el, energia internă crește, iar semnul q și w sunt pozitive. În schimb, fluxul de căldură din sistem sau munca efectuată de sistem (în împrejurimi) va fi în detrimentul energiei interne, iar q și w vor fi, prin urmare, negative.,

A doua lege a termodinamicii

a doua lege a termodinamicii spune că entropia oricărui sistem izolat crește întotdeauna. Sistemele izolate evoluează spontan spre echilibrul termic-starea de entropie maximă a sistemului. Mai simplu spus: entropia universului (sistemul izolat final) crește și nu scade niciodată.o modalitate simplă de a gândi a doua lege a termodinamicii este că o cameră, dacă nu este curățată și îngrijită, va deveni invariabil mai dezordonată și dezordonată cu timpul – indiferent de cât de atent este să o păstrați curată., Când camera este curățată, entropia acesteia scade, dar efortul de curățare a acesteia a dus la o creștere a entropiei în afara camerei care depășește entropia pierdută.

A treia lege a termodinamicii

a treia lege a termodinamicii afirmă că entropia unui sistem se apropie de o valoare constantă pe măsură ce temperatura se apropie de zero absolut. Entropia unui sistem la zero absolut este de obicei zero și, în toate cazurile, este determinată numai de numărul de stări de sol diferite pe care le are., Mai exact, entropia unei substanțe cristaline pure (ordine perfectă) la temperatura zero absolută este zero. Această afirmație este adevărată dacă cristalul perfect are o singură stare cu energie minimă.