Termodinamiko: Malsamoj inter versioj
| [nekontrolita versio] | [nekontrolita versio] |
Enhavo forigita Enhavo aldonita
Neniu resumo de redakto |
Neniu resumo de redakto |
||
Linio 1:
La '''termodinamiko'''
Gravan parton de la termodinamiko konsistigas la teorio pri '''maŝinoj''', kiuj transformas [[varmo]]n al [[mekanika energio]].
Linio 15:
=== Termodinamika procezo, laboro, kaj varmo ===
'''Termodinamika sistemo''' havas makroskope mezureblajn kvantajn propraĵojn
La variabloj kun la energio difinas koordinatan spacon ([[sternaĵo (matematiko)|sternaĵo]]n) <math>M</math>; la makroskopa stato de la sistemo estas punkto sur tiu ĉi spaco. '''Termodinamika procezo''' ŝanĝas tiajn propraĵojn laŭ difinita maniero. Procezo estas aŭ '''inversigebla''' aŭ '''neinversigebla'''. Inversigebla procezo estas kurbo sur <math>M</math>. (Termodinamika) '''maŝino''' estas cikla inversigebla termodinamika procezo: la komenca stato egalas la fina stato makroskope.
Laŭ termodinamika procezo, sistemo '''faras [[laboro (fiziko)|laboro]]n''' <math>W</math>. Ekzemple: se la sistemo infinitezime grandiĝas je <math>\operatorname d\!V</math> da volumenon ĉe premo <math>P</math>, ĝi faras infiniteziman laboron▼
:<math>\operatorname d\!W=P\operatorname d\!V</math>.▼
Procezo estas:
* '''[[izovarma procezo|adiabata]]''' se ĝi ne transportas varmon.
* '''izo-<math>X</math>a''' se ĝi ne ŝanĝas la variablon <math>X</math>. Ekz: [[izovolumena procezo]], [[izoprema procezo]], [[izotemperatura procezo]].
▲Laŭ termodinamika procezo, sistemo '''faras [[laboro (fiziko)|laboro]]n''' <math>W</math>.
kie <math>P</math> estas la [[premo]] de la gaso. La laboro de sistemo de gaso en <math>n</math> ĉambroj kun varm-konduktantaj vandoj estas
:<math>\delta W=\sum_iP_i\operatorname dV_i</math>,
kie <math>V_i</math> estas la volumeno de la <math>i</math>-a ĉambro kaj <math>P_i</math> la <math>i</math>-a premo. La laboro de [[paramagnetismo|paramagneta]] gaso estas
:<math>\delta V=P\operatorname dV-H\operatorname dM</math>,
kie <math>H</math> estas la ekstera [[magneta kampo]] kaj <math>M</math> estas la magnetado.
Oni vidu ke la variabloj havas respondantajn '''konjugajn variablojn''': la konjugaĵo de la volumeno estas la premo; la konjugaĵo de la magnetado estas la ekstera magneta kampo; ktp.
Sistemo povas fari negativan kvanton de laboron; en tia situacio oni diris ke "laboro estas farita de la sistemo".
Alia procezo estas '''transporto de [[varmo]]''', kiu estas transporto de mikroskopa formo de energio. En tia procezo, sistemo ne faras (makroskopan) laboron. Sistemo povas varmiĝi aŭ malvarmiĝi; oni povas varmigi sistemon per elspezo de energio (ekz., brulado de karbo), aŭ malvarmigi sistemo per enspezo de energio (ekz., kun glacio, kiu fandas kaj gajnas energion).
=== Termika ekvilibro kaj la nula leĝo de termodinamiko ===
Linio 60 ⟶ 70:
Uzante la maŝinon de Carnot oni povas difini la '''[[temperaturo]]n''' jene: la rilatumon inter la temperaturo <math>T_1</math> de <math>R_1</math> al la temperaturo <math>T_2</math> de <math>R_2</math> egalas la rilatumon inter <math>Q_1</math> kaj <math>Q_2</math>. Alivorte,
:<math>T_1/T_2=Q_1/Q_2</math>.
Tiu ĉi difinas temperaturon ĝis arbitra multiplika faktoro. La [[statistika mekaniko]] donas tiu ĉi faktoro, la [[konstanto de Boltzmann]] <math>k</math>, sed tiu ĉi ne estas derivebla el termodinamiko. Tiu ĉi difino estas far [[William Thomson|Kelvin]] en 1848.<ref>J Uffink, [http://www.projects.science.uu.nl/igg/jos/publications/dresden.pdf "Irreversibility and the second law of thermodynamics"], en pp. 121--146, ''Entropy'' , A. Greven, G. Keller and G. Warnecke (red.), Princeton N.J.: Princeton University Press, 2003. (p. 6 en la PDF-dokumento).</ref>
=== Ekvacio de stato kaj temperaturo ===
Linio 86 ⟶ 95:
Alivorte, la entropio konserviĝas laŭ inversigebla procezo kaj konserviĝas aŭ kreskas laŭ neinversigebla procezo.
===
La [[tria leĝo de termodinamiko]]
La tria leĝo implicas ke la [[varmokapacito]] (laŭ ia ajn kurbo <math>R</math>) nulas ĉe <math>T=0</math>, ĉar la entropio
:<math>S(T)=\int_0^T\frac{C_R}T\;\operatorname d\!T</math>
devas resti finia. Se <math>C_R</math> ne nulus ĉe <math>T=0</math>, sed restus finia ĉe <math>C_R(0)\ne0</math>, do
:<math>S(T)=\int_0^T\frac{C_R(0)}T\;\operatorname d\!T\sim C_R(0)[\log T-\log0]=\infty</math>
kaj la entropio diverĝus. Simile, pluraj aliaj kvantoj nulas ĉe la nulo de temperaturo ĉar de la tria leĝo.
Oni povas pruvi el la tria leĝo ke oni ne povas fizike nuligi la temperaturon de sistemo en finia tempo, ĉar ĝi postulus nefinia kvanto de ŝanĝo de termodinamikaj variabloj.
== Notoj ==
| |||