پدر علم ترمودینامیک

جوجو13

اخراجی موقت
ترمودینامیک از دو کلمه‌ی یونانی thermos به معنی گرما (Heat) و dynamis به معنی قدرت (Power) تشکیل شده است. ترمودینامیک یکی از شاخه‌های علم فیزیک است که به بررسی اثر تغییرات دما، فشار و حجم در ابعاد ماکروسکوپیک (ابعاد قابل اندازه‌گیری) و به طور کلی ترمودینامیک به مطالعه‌ی جابه‌جایی انرژی و چگونگی این جابه‌جا می‌پردازد.
شروع تاریخ علم ترمودینامیک به فیزیکدان- شیمیدان معروف ایرلندی، رابرت بویل (Robert Boyle) بر می‌گردد که همراه با دانشمند انگلیسی، رابرت هوک (Robert Hooke) پمپ هوا را اختراع کردند که در نهایت باعث بدست آمدن قانون گازهای ایده‌آل (PV=nRT) شد. پدر علم ترمودینامیک سادی کارنوت (Sadi Carnot) است که در سال 1824 کتاب Reflections on the Motive Power of Fire را منتشر کرد. اولین کتاب درسی ترمودینامیک هم توسط ویلیام رانکین (William Rankine)، پرفسور مهندسی عمران و مکانیکِ دانشگاه گلاسگو در سال 1859 نوشته شد.
در علم ترمودیناکی چهار قانون وجود دارند که تمامی مسائل و مشکلات این علم توسط همین چهار قانون حل می‌شوند!







 

Taraneh_se

عضو جدید
بويل يك شيمي فيزيك دان بوده! نمي دونم چرا علم شيمي فيزيك رو خيلي ها نمي شناسند.
 

Taraneh_se

عضو جدید
در ضمن رشته من شيمي فيزيك ( ترموديناميك) هست. ولي چون توي گزينه ها نبود من مهندسي شيمي رو انتخاب كردم. شيمي فيزيك پايه مهندسي شيمي هست.
 

ashkmehr

عضو جدید
ترمودینامیک از دو کلمه‌ی یونانی thermos به معنی گرما (Heat) و dynamis به معنی قدرت (Power) تشکیل شده است. ترمودینامیک یکی از شاخه‌های علم فیزیک است که به بررسی اثر تغییرات دما، فشار و حجم در ابعاد ماکروسکوپیک (ابعاد قابل اندازه‌گیری) و به طور کلی ترمودینامیک به مطالعه‌ی جابه‌جایی انرژی و چگونگی این جابه‌جا می‌پردازد.


قانون صفرم
برای هیچ یک از ما شکی وجود ندارد هنگامی که یک لیوان آب جوش را در یک ظرف بزرگتر آب سرد قرار می دهیم، پس از گذشت زمان لازم دمای آب درون لیوان و آب بیرون آن - درون ظرف بزرگتر - یکسان می شود. اینگونه بنظر می آید که میان دو منبع - منظور لیوان آب جوش و ظرف آب سرد - مفهومی بنام گرما به حرکت در می آید و از جایی که بیشتر است به سمت جایی که کمتر است حرکت می کند تا به تعادل گرمایی برسند.

مثال دیگر آنکه هنگامی که یک لیوان آب یخ را بدست میگیرد بوضوح احساس می کنید چیزی - بنام گرما - از دست شما به سمت لیوان جاری می شود و ضمن سرد کردن دست شما به گرم کردن لیوان مشغول می شود. نمونه معکوس حالتی است که شما یک لیوان چای داغ را در درست می گیرد. در هر دو مورد اگر لیوان ها را برای مدت طولانی در دست نگاه داریم دیگر احساس خاصی نخواهیم داشت و دمای لیوان ها با دمای بدن ما یکسان می شود.

این نمونه تجربه های به ظاهر ساده مصادیقی از قانون صفرم ترمودینامیک می باشند که معمولآ به اینصورت بیان می شود : "اگر A و B با جسم سومی مانند C در تعادل گرمایی باشند، حتمآ با یکدیگر نیز در تعادل خواهند بود."

دقت کنید که این خاصیت اگر چه بنظر ساده می آید اما در تمام موارد یکسان نیست و حتی شاید به نوعی ابهام هم داشته باشد. بعنوان مثال دلیلی وجود ندارد، اگر آقای A، گربه C را دوست داشته باشد و آقای B هم این گربه را دوست داشته باشد، در آنصورت آقایان A و B به یکدیگر علاقه داشته باشند.

قانون صفرم ترمودینامیک در واقع تاکیدی است بر وجود یک کمیت بنام دما که مقدار آن در سیستم های ترمودینامیکی در حال تعادل یکسان می باشد. مشابه این قانون اگرچه در فیزیک الکتریسیته تعریف خاصی شاید نداشته باشد وجود دارد. شما وقتی دو منبع با پتانسیل های مختلف الکتریکی را از طریق یک سیم هادی به یکدیگر متصل کنید و مدار بسته ای تشکیل دهید، جریان الکتریسیته آنقدر در مدار جاری خواهد بود - و تلف خواهد شد - تا پتانسیل دو منبع یکسان شود.

علت آنکه این قانون با شماره صفر مشخص می شود آن است که بسیار پایه ای بوده و نیز پس از گذشت سالها اسفتاده از سایر قوانین ترمودینامیک، در اوایل قرن بیستم به جمع قوانین ترمودینامیک پیوسته است.


قانون اول ترمودینامیک

قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید که حالت تعادل ماکروسکوپی یک سیستم با کمیتی به نام انرژی درونی (U) بیان می‌شود. انرژی درونی دارای خاصیتی است که برای یک سیستم منزوی (ایزوله) داریم:

U=مقدار ثابت اگر به سیستم اجازهٔ برهم‌کنش با محیط داده شود، سیستم از حالت ماکروسکوپی اولیهٔ خود به حالت ماکروسکوپی دیگری منتقل می‌شود که تغییر انرژی درونی را برای این تحول (فرآیند) می‌توان به شکل زیر نشان داد:

ΔU = Q + W که در این فرمول W، کار ماکروسکوپی انجام شده توسط سیستم در برابر نیروی خارجی و Q مقدار گرمای جذب شده توسط سیستم در طی این فرآیند است.
 

ashkmehr

عضو جدید
ترمودینامیک از دو کلمه‌ی یونانی thermos به معنی گرما (Heat) و dynamis به معنی قدرت (Power) تشکیل شده است.






قانون دوم ترموديناميك
قانون اول ترموديناميك تنها بياني از تئوري كار و انرژي يا قانون بقاي انرژي است. يك آونگ ساده يا يك آونگ ايده‌آل براي هميشه به نوسان ادامه مي‌دهد. فيلمي از يك آونگ كه به جلو و عقب نوسان مي‌كند را در نظر بگيريد. اگر ما فيلم را برعكس نشان بدهيم، نخواهيم توانست آن را از حالت عادي تشخيص بدهيم.

اما برداري (نشانگري) براي زمان وجود دارد. دامنهٔ نوسان آونگ به تدريج كوجكتر مي‌شود. اگر توپي را از ارتفاع خاصي رها كنيد، در هر بار برخورد توپ با زمين، كمتر از دفعهٔ قبل بالا خواهد آمد. فيلمي از اين توپ در دنياي واقعي، هنگام پخش برعكس، متفاوت ديده خواهدشد. قطعات يخ در داخل فنجان چاي ذوب مي‌شوند در حالي كه چاي سردتر مي‌شود.
هيچ تناقضي با قانون اول ترموديناميك نخواهد داشت اگر ما ببينيم كه در داخل يك فنجان چاي قطعات يخ تشكيل شده و چاي گرمتر شود. اين با قانون بقاي انرژي سازگار است اما «ما هيچگاه چنين چيزي را نمي‌بينيم». قانون دوم ترموديناميك توضيح مي‌دهد كه چرا چنين چيزي اتفاق نمي‌افتد.
بيان كلوين-پلانك
ساخت يك موتور گرمايي سيكلي (چرخه‌اي) كه جر جذب گرما از منبع و انجام كار مساوي با گرماي چذب شده تأثير ديگري بر محيط نداشته باشد، غير ممكن است.
يا مي‌توان گفت كه: ساخت ماشين گرمايي با بازدهي ۱۰۰ درصد غيرممكن است.

بيان كلازيوس

ساخت يك موتور سيكلي كه تأثيري جز انتقال مداوم گرما از دماي سرد به دماي گرم نداشته باشد، غير ممكن است.

ارتباط اين دو بيان

اين دو بيان قانون دوم ترموديناميك معادل (هم‌ارز) هستند. اگر بتوان يكي از آنها را نقض كرد، ديگري نيز نقض مي‌شود.
 

ashkmehr

عضو جدید
ترمودینامیک از دو کلمه‌ی یونانی thermos به معنی گرما (Heat) و dynamis به معنی قدرت (Power) تشکیل شده است.









قانون سوم ترموديناميك

قانون سوم ترموديناميك مي‌گويد هنگامي كه انرژي يك سيستم به حداقل مقدار خود ميل مي‌كند، انتروپي سيستم به مقدار قابل چشم‌پوشي مي‌رسد. يا بطور نمادين: هنگامي كه

،


از رابطهٔ بين انرژي دروني و دما، رابطهٔ بالا را مي‌توان به صورت زير نوشت:
هنگامي كه
،

اما در هنگام كاربرد اين قانون بايد توجه داشت كه در اين دما (
) سيستم در حال
تعادل است يا نه. زيرا با پايين آمدن دما، سرعت رسيدن به تعادل خيلي زياد مي‌شود.

 

sepehr_jun

عضو جدید
سلام دوستان

ممکنه یک سری تحلیل در رابطه با موضوعات زیر را در تاپیک قرار دهید؟

[FONT=&quot]1- قانون اول ترمودینامیک برای سیستم وحجم معیار[/FONT]
[FONT=&quot]2- قانون دوم ترمودینامیک برای سیستم و حجم معیار[/FONT]


تشکر
 

mkr

عضو جدید
سلام دوستان

ممکنه یک سری تحلیل در رابطه با موضوعات زیر را در تاپیک قرار دهید؟

1- قانون اول ترمودینامیک برای سیستم وحجم معیار
2- قانون دوم ترمودینامیک برای سیستم و حجم معیار


تشکر
سلام.من مهندسی شیمی هستم.علاقه دارم برای کار روی مقاله.اگه مایل بودین ای ن ایمیلمه.mehrdad.k.r@gmail.com
 

vahid.gerrard

کاربر حرفه ای
کاربر ممتاز
در ضمن رشته من شيمي فيزيك ( ترموديناميك) هست. ولي چون توي گزينه ها نبود من مهندسي شيمي رو انتخاب كردم. شيمي فيزيك پايه مهندسي شيمي هست.
ترمو خیلی جالبتره مباحثش نسبت به شیمی فیزیک...
درسته در یه مقوله هستن اما دوسته عزیز مباحثه حدس و خطاییه ترمو آدمو عاشقه ترمو میکنه .....
من از درس شیمی فیزیک متنفر بودم....به زور 10 شدم اما ترمو 1 و 2 رو راحت 16 شدم....
 

M.AYDIN

عضو جدید
ترمو خیلی جالبتره مباحثش نسبت به شیمی فیزیک...
درسته در یه مقوله هستن اما دوسته عزیز مباحثه حدس و خطاییه ترمو آدمو عاشقه ترمو میکنه .....
من از درس شیمی فیزیک متنفر بودم....به زور 10 شدم اما ترمو 1 و 2 رو راحت 16 شدم....
منم بار اول شیمی فیزیک شده بودم 9.37 آخه حال نمیداد نخوندیم:دی
ولی عاشق ترمودینامیک هستم
 

pooria93

عضو جدید
شیمی فیزیک عشقمه و ترمودینامیک بچمه هر دوتاشونو دوست دارم من شیمی فیزیک 18 شدم ترمو1 4- شدم ترمو2 رو 20 شدم
 

Similar threads

بالا