משמעות התרמודינמיקה (מה זה, מושג והגדרה)

מהי תרמודינמיקה:

התרמודינמיקה היא ענף הפיזיקה הבוחן את הקשר בין חום, כוח מופעל (הידוע גם כעבודה) והעברת אנרגיה.

המילה תרמודינמית מגיעה מהשורשים היוונים θερμο- (תרמו- ) שמשמעותה 'חום', ו- δυναμικός (dynamikós) , אשר בתורם נובע מ- δύναμις (dýnamis) שמשמעותו 'כוח' או 'כוח'.

תהליכים תרמודינמיים נקבעים על ידי שלושה חוקים בסיסיים.

• החוק הראשון מאפשר להבין כיצד נשמרים אנרגיה, החוק השני משמש לדעת את התנאים הדרושים להעברת האנרגיה. החוק השלישי משמש להכרת התנהגות מערכות בשיווי משקל.

הבנת תהליכים תרמודינמיים חשובה בתחומים כמו הנדסת תעשיה בהם יש צורך להשתמש בכמויות גדולות של אנרגיה להפעלת מכונות מרובות.

חוקי התרמודינמיקה מאפשרים לנו גם להבין כיצד מערכות פועלות בתחומים כמו ביוכימיה, קוסמולוגיה וגנטיקה.

חוקי התרמודינמיקה

ישנם שלושה חוקים בתרמודינמיקה המסבירים כיצד החום והאנרגיה עובדים ומועברים. להלן נסביר אותם בפירוט.

החוק הראשון של התרמודינמיקה

החוק הראשון עוסק בשימור אנרגיה: אנרגיה לא נוצרת ולא נהרסת, היא רק הופכת. לדוגמא:

1. אנרגיה סולארית הופכת לאנרגיה חשמלית לתחנת שירות. ניתן להשתמש באנרגיה חשמלית כדי להטעין את הסוללה של המכונית החשמלית. המכונית החשמלית מסוגלת להמיר את האנרגיה המצטברת לעקירה.

אנרגיה, אם כן, היא תמיד בתנועה.

הנוסחה הפשוטה תהיה הבאה:

החוק השני של התרמודינמיקה

החוק השני של התרמודינמיקה מאפשר לנו לקבוע שני דברים:

• הכיוון בו מתרחשת העברת האנרגיה התנאים ההכרחיים לתהליך ההיפוך.

מכאן אנו למדים כי ישנם תהליכים הפיכים ובלתי הפיכים.

לדוגמא, מלח שולחנות מתערבב עם מים באופן ספונטני בתהליך שנקרא דילול. תהליך זה משחרר חום.

על מנת להפוך את התהליך הזה וליצור שוב גבישים מלח, יש להחיל חום המאפשר למים להתאדות ולהפריד אותו מהמלח. המערכת סופגת חום.

הנוסחה הפשוטה תהיה הבאה: