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什麼是熱力學?概念、研究、組成、熱力學定律

2025-07-13自然科學103

我們解釋了什麼是熱力學,它研究什麼以及熱力學系統由什麼組成。另外,熱力學定律是什麼?

什麼是熱力學?概念、研究、組成、熱力學定律

能量只能以熱量或功的形式從一個系統交換到另一個系統。

什麼是熱力學?

熱力學是物理研究熱和其他類似形式的能量的機械作用。他的研究將物體視為真實的巨集觀系統,通過科學方法和演繹推理,注意廣泛的變數,例如、內能或卷;以及非廣泛變數,例如溫度這壓力或化學勢,以及其他類型的量級

然而,熱力學並沒有提供對它所研究的星等的解釋,它的研究對象始終是系統處於平衡狀態,也就是說,那些其特性可以由內部因素決定的,而不是由作用在它們上的外力決定的。因此,它認為能源只能從一個系統交換到另一個系統作為熱或工作.

熱力學的正式研究始於 1650 年德國物理學家和法學家奧托·馮·格裡克 (Otto von Guericke),他設計和製造了第一台真空泵,駁斥了亞里士多德和他的格言“大自然憎惡真空”及其應用。在這項發明之後,科學家羅伯特·博伊爾 (Robert Boyle) 和羅伯特 (Robert Boyle)胡克他們完善了自己的系統,並觀察了壓力、溫度和體積之間的相關性。因此,熱力學原理誕生了。

“熱力學”一詞由希臘語 thermós(意為“熱”)和 dynamos(“力量、力”)組成。

另請參閱:比熱

熱力學系統由什麼組成?

什麼是熱力學?概念、研究、組成、熱力學定律

開放系統與其環境交換能量和物質。

熱力學系統被理解為宇宙的一部分,出於研究目的,它在概念上與其他部分隔離,旨在自主理解。它記錄了能量變化或保存的方式,以及它事和/或能源與環境或其他類似系統(如果有)。因此,它是一種研究熱力學的方法。

這些系統的主要分類標準基於它們與環境的隔離程度,從而區分:

  • 開放系統。 那些與環境自由交換能量和物質的星系,就像大多數已知的星系在日常生活中所做的那樣。例如:一輛汽車。一個給他燃料它返回到環境中氣體和熱量。

  • 封閉系統 那些與環境交換能量但不重要的人。這就是密閉容器(例如罐頭)的情況,其內容物是不變的,但會隨著時間,將其消散到周圍的空氣中。

  • 孤立的系統。在一定程度上不與環境交換能量或物質的 County。當然,沒有完全絕緣的系統,但在一定程度上存在:一個包含水暖色會保持一段時間的溫度,足以保持一段時間的隔離。

熱力學定律是什麼?

什麼是熱力學?概念、研究、組成、熱力學定律

“零定律”在邏輯上表示如下:如果 A = C 且 B = C,則 A = B。

熱力學受其四個基本原則或定律的規定管轄,這些原則或定律在其歷史上由不同的科學家制定學科.這些原則或定律是:

  • 第一原理,或節能法.它指出,在任何與環境隔離的物理系統中,能量總量將始終相同,即使它可以從一種形式的能量轉化為許多不同的能量。簡而言之:「能源不能被創造或摧毀,只能被轉化。

  • 第三原則,或絕對零度法則。 它決定了達到絕對零度的系統的熵將永遠是一個確定的常數。這意味著當達到絕對零度(-273.15°C 或 0 K)時,物理系統的過程停止,熵具有恆定的最小值。

  • 零原理或熱平衡定律。 它被稱為「零定律」,因為儘管它是最後一個被假設的,但它所建立的基本和基本戒律優先於其他三個定律。他指出,「如果兩個系統都在熱平衡它們必須與第三個系統獨立,彼此之間也必須處於熱平衡狀態。

更多資訊:熱力學定律

化學中的熱力學

化學熱力學是一個獨立的研究領域,專注於熱量和功之間的相關性,而化學反應,所有這些都以熱力學原理為框架。也就是說,它是將熱力學定律,尤其是前兩個定律應用於物質和化合物,以獲得所謂的「吉布斯基本方程」,該方程控制化學能包含在不同的化合物中變化和傳遞,或者宇宙每次發生自發反應時。

標籤: 物理

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