قوانين الديناميكا الحرارية: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت: استبدال قوالب: ثبت المراجع |
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.2 (تجريبي) |
||
سطر 1:
{{Thermodynamic equations| laws=true}}
'''قوانين الثرموديناميك''' أساسا هي ما يصف خاصيات وسلوك انتقال [[حرارة|الحرارة]] وإنتاج [[
== استعراض القوانين ==
سطر 11:
=== [[القانون الأول للديناميكا الحرارية]] ===
" [[طاقة|الطاقة]] في [[نظام مغلق]] تبقى ثابتة. "
ويعبر عن تلك الصيغة بالمعادلة :
سطر 17:
: U = Q + W
وهي تعني أن الزيادة في [[طاقة داخلية|الطاقة الداخلية]] U لنظام = كمية الحرارة Q الداخلة إلى النظام + [[
المؤدى من النظام.
ويتضمن هذا القانون ثلاثة مبادئ :
* [[حفظ الطاقة (فيزياء)|قانون انحفاظ الطاقة]] : الطاقة لا تفنى ولا تنشأ من عدم ، وانما تتغير من صورة إلى أخرى.
* تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد ، وليس بالعكس.
* [[
** وعلي سبيل المثال ، عندما ترفع رافعة جسما إلى أعلى تنتقل جزء من الطاقة من الرافعة إلى الجسم ، ويكتسب الجسم تلك [[طاقة|الطاقة]] في صورة [[طاقة وضع|طاقة الوضع]].
** وعندما يسقط الجسم من عال ، تتحول طاقة الوضع (المخزونة فيه) إلى [[طاقة حركية|طاقة حركة]] فيسقط على الأرض.
تكوّن تلك الثلاثة مبادئ القانون الأول للحرارة.
=== [[قانون الديناميكا الحراري الثاني|القانون الثاني للديناميكا الحرارية]] ===
يؤكد القانون الثاني للديناميكا الحرارية على وجود كمية تسمى [[إنتروبيا]] لنظام ، ويقول أنه في حالة وجود نظامين منفصلين وكل منهما في حالة [[توازن ترموديناميكي]] بذاته ، وسمح لهما بالتلامس بحيث يمكنهما تبادل مادة وطاقة ، فإنهما يصلان إلى حالة توازن متبادلة. ويكون مجموع إنتروبيا النظامين المفصولان أكبر من أو مساوية لإتروبيتهما بعد اختلاطهما وحدوث التوازن الترموديناميكي بينهما.
سطر 37:
ويتبع ذلك أن " أنتروبية نظام معزول لا يمكن أن تنخفض". ويقول القانون الثاني أن العمليات الطبيعية التلقائية تزيد من إنتروبية النظام.
طبقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية بالنسبة إلى عملية عكوسية (العملية العكوسية هي عملية تتم ببطء شديد ولا يحدث خلالها أحتكاك) تكون كمية الحرارة ''δQ'' الداخلة النظام مساوية لحاصل ضرب [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] ''T'' في تغير الانتروبيا ''dS'':
سطر 66:
''' مثال 1:'''
ينتشر غاز فيما يتاح له من حجم توزيعا متساويا.ولماذا ذلك؟ فلنبدأ بالحالة العكسية، ونتخيل صندوقا به [[جزيء|جزيئ]] واحد يتحرك.فيكون احتمال أن نجد الجزيئ في أحد نصفي الصندوق مساويا 1/2. وإذا افترضنا وجود جزيئين اثنين في الصندوق فيكون احتمال وجود الجزيئان في النصف الأيسر من الصندوق مساويا 1/2 · 1/2 = 1/4.وعند تواجد عدد N من الجزيئات في الصندوق يكون احتمال وجودهم في النصف الايسر فيه
0,5<sup>N</sup>.
سطر 88:
والآن ندرس عمليتين تتمان عند [[درجة حرارة]] ثابتة:
* عملية انتشار سريع للغاز (عن طريق فتح صمام مثلا لتصريف غاز مضغوط) ، وهي تعادل [[تأثير جول-طومسون|تأثير جول-تومسون]] ،
* تمدد بطيئ جدا للغاز.
سطر 101:
أي أن طاقة النظام في العملية 2 لم تتغير من أولها لى آخر العملية ، ولكن النظام أدى شغلا (فقد طاقة على هيئة شغل) وحصل على طاقة في صورة حرارة من الحمام الحراري.
من تلك العملية نجد ان صورتي الطاقة ، [[طاقة حرارية|الطاقة الحرارية]] و[[
).
=== [[القانون الثالث للثرموديناميك|القانون الثالث للديناميكا الحرارية]] ===
"لا يمكن الوصول بدرجة الحرارة إلى الصفر المطلق".
سطر 110:
هذا القانون يعني أنه لخفض درجة حرارة جسم لا بد من بذل طاقة ، وتتزايد الطاقة المبذولة لخفض درجة حرارة الجسم تزايدا كبيرا كلما اقتربنا من درجة الصفر المطلق.
* ملحوظة : تمكن العلماء من الوصول إلى درجة 0.00036 من الصفر المطلق في المعمل<ref>[https://www.iflscience.com/physics/coldest-temperature-universe-created-american-laboratory/ Coldest Temperature In The Universe Created In American Laboratory]-iflscience, 19 يناير 2017 {{Webarchive|url=
== علاقة أساسية في الترموديناميكا ==
سطر 118:
:<math display="inline">dU = \delta Q + \delta W\,</math>
وطبقا [[
:<math>dS = \delta Q/T\,</math>
سطر 135:
تنطبق هذه العلاقة في حالة تغير عكوسي. ونظرا لكون
<math>U</math>, <math>S</math>, and <math>V</math> [[دالة
:<math>dU = T dS - \sum_{i}X_{i}dx_{i} + \sum_{j}\mu_{j}dN_{j}\,</math>
وتعبر فيها <math>X_{i}</math> عن قوي عامة تعتمد على متغيرات خارجية <math>x_{i}</math>. وتعبر <math>\mu_{j}</math> عن [[
<math>j</math>.
سطر 146:
* [[ديناميكا حرارية]]
* [[قانون جاي-لوساك]]
* [[قانون حفظ|قانون الانحفاظ]]
* [[مقاومة الاتصال الحرارية|مقاومة التلامس الحراري]]
{{طاقة}}
| |||