تبلیغات
بانک اطلاعات مهندسی مواد و متالورژی
قالب وب سایت
بانک اطلاعات مهندسی مواد و متالورژی
رشته مهندسی مواد و متالورژی ، پایه همه مهندسی ها . 
مدیر وب سایت
نظر سنجی
نظر شما راجع به وبلاگ چیست؟






لینک های مفید
علم ترمودینامیک را بهتر بشناسیم


عمده مباحث تجربی ترمودینامیک در چهار قانون بنیادی آن بیان گردیده اند: قانون صفرم، اول، دوم و سوم ترمودینامیک. قانون اول وجود خاصیتی از سیستم ترمودینامیکی به نام انرژی داخلی را بیان می کند. این انرژی از انرژی جنبشی که ناشی از حرکت کلی سیستم و انرژی پتانسیل که سیستم نسبت به محیط پیرامونش دارد، متمایز است. قانون اول همچنین دو شیوه انتقال انرژی یک سیستم بسته را بیان میکند : انجام کار یا انتقال حرارت. قانون دوم به دو خاصیت سیستم، دما و آنتروپی، مربوط است. آنتروپی محدودیت ها - ناشی از برگشت ناپذیری سیستم - بر میزان کار ترمودینامیکی قابل تحویل به یک سیستم بیرونی طی یک فرایند ترمودینامیکی را بیان می کند. دما، خاصیتی که با قانون صفرم ترمودینامیک تا حدودی تبیین می گردد، نشان دهنده ی جهت انتقال انرژی حرارتی بین دو سیستم در نزدیکی یکدیگر است. این خاصیت همچنین به صورت کیفی با واژه های داغ یا سرد بیان می گردد.

از دیدگاه تاریخی ترمودینامیک با آرزوی افزایش بازده موتورهای بخار گسترش یافت. به ویژه به سبب تلاش های فیزیکدان فرانسوی، نیکولا لئونارد سعدی کارنو که اعتقاد داشت افزایش بازده موتورهای بخار می تواند رمز پیروزی فرانسه در نبردها ناپلئون باشد. فیزیکدان انگلیسی، لرد کلوین، نخستین کسی بود که در سال ۱۸۵۴ تعریفی کوتاه برای ترمودینامیک ارائه داد :

« ترمودینامیک عنوان مبحثی است که روابط حاکم بر ارتباط حرارت با نیروهای وارد بر یک پیکر پیوسته و همچنین رابطه بین حرارت با الکتریسیته را بیان می کند. »

یکی از مفاهیم اصلی در ترمودینامیک سیستم می باشد . سیستم ناحیه ای از فضا است که برای بررسی انتخاب می شود. به هر آنچه که خارج از این سیستم وجود دارد محیط گفته می شود. سیستم بوسیله مرزی از محیط جدا می شود. این مرز می تواند مرزی واقعی یا مجازی باشد. سیستم میتواند از طریق این مرز انرژی و جرم با مبادله نماید.پس به طور خلاصه داریم :

  • سیستم: کمیتی از ماده با ناحیه ای از در فضا است که برای بررسی انتخاب می شود.
  • محیط (اطراف): جرم یا ناحیه خارج از سیستم را محیط می گویند.
  • مرز: سطح حقیقی یا مجازی که سیستم را از اطرافش جدا می کند مرز گویند.(مرز سیستم ضخامت صفر دارد - نه جرمی دارد و نه حجمی )
  • سیستم بسته ( جرم کنترل ):از جرم ثابتی تشکیل شده است و هیچ جرمی نمی‌تواند از مرز آن عبور کند . اما انرژی به شکل گرما یا کار می تواند از مرز سیستم عبور کند .
  • سیستم منزوی: سیستمی بسته ای است که انرژی هم از مرزها عبور نمی‌کند.
  • سیستم باز ( حجم کنترل ):جرم وانرژی از مرز حجم کنترل عبور می کند و اغلب شامل دستگاهی است که با جریان جرم سرو کار دارد .به مرز حجم کنترل سطح کنترل گفته می شود.


قانون صفرم ترمودینامیک

قانون صفرم ترمودینامیک بیان می‌کند که اگر دو سیستم با سیستم سومی در حال تعادل گرمایی باشند، با یکدیگر همدما می باشند. به طور مثال اگر جسم a باجسم b درتعال گرمایی باشد وجسم b باجسم c درتعادل گرمایی باشد می توان گفت جسم a و c در تعادل گرمایی می باشد. اساس ساخت دمانسج قانون صفرم ترمودینامیک می باشد به این صورت که هوای محیط باشیشه ی دماسنج در تعادل حرارتی است وشیشه دماسنج نیز با جیوه در تعادل حرارتی است در نتیجه طبق قانون صفرم ترمودینامیک هوا با جیوه نیز در تعادل می باشد.

قانون اول ترمودینامیک

انرژی درونی یک سیستم منزوی ثابت و پایدار است. قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید: تغییر انرژی درونی یک سیستم برابر است با مجموع گرمای داده شده به سیستم و کار انجام شده بر آن:

\Delta{U}=Q+W

قانون دوم ترمودینامیک

ساخت یک موتور سیکلی که تأثیری جز انتقال مداوم گرما از دمای سرد به دمای گرم نداشته باشد، غیر ممکن است. بیان کلوین - پلانک: غیرممکن است وسیله‌ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند و در عین حال فقط با یک مخزن تبادل حرارت داشته باشد یعنی غیر ممکن است یک موتور حرارتی بدون از دست دادن گرمادر Qc به کار خود ادامه دهد. بیان کلازیوس:امکان ندارد که یک یخچال طی یک چرخه، تمام انرژی را که از منبع سرد دریافت می‌کند به منبع گرم انتقال دهد . یعنی نمی توان یخچالی ساخت که بدون کار ورودی عمل کند.به عبارت ساده قانون دوم بیانگر مسیر انجام یک فرایند می باشد.


http://hupaa.com/Data/other/partII_files/image001.jpg

قانون سوم ترمودینامیک

قانون سوم ترمودینامیک می‌گوید هنگامی که انرژی یک سیستم به حداقل مقدار خود میل می‌کند، انتروپی سیستم به مقدار قابل چشم‌پوشی می‌رسد. یا بطور نمادین: هنگامی که

U\longrightarrow{U_{0}}، S\longrightarrow{0}



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/Steam_engine.JPG


سیر تاریخی علم ترمودینامیک بصورت زیر می‌باشد (کلیه تاریخ‌ها میلادی می‌باشند):

۱۷۹۸- کنت رامفورد (بنجامین تامسون) مطالعه تبدیل کار به گرما را طی آزمایش مشهور مته و تخته آغاز نمود.

۱۷۹۹- سرهامفری دیوی تبدیل کار به حرارت را با آزمایش سابیدن یخ مطالعه نمود.

۱۸۲۴- سعدی کارنو تئوری مشهور خود «بازتابی بر نیروی محرک آتش» منتشر نمود که در برگیرنده اصل جدیدی در باره تعریف چرخه و اصلی که توضیف کننده آن بود که چرخه بازگشت پذیر بین دو منبع حرارتی تنها به دمای منابع بستگی دارد و نه به موادکاری

۱۸۴۲- مایر اصل بقا انرژی را ارائه نمود.

۱۸۴۷- هلمهولتز اصل بقا انرژی را بصورت مستقل از مایر فروموله نمود.

۱۸۴۳-۱۸۴۸- جیمز پریسکات ژول با ترتیب دادن آزمایشاتی چهارچوب تجربی قانون اول ترمودینامیک را بنیان نهاد. امروزه به پاس این دانشمند بزرگ حرف J برای نمایش معادل مکانیکی کار استفاده می‌شود.

۱۸۴۸- لرد کلوین (ویلیام تامسون) واحد درجه حرارت مطلق را بر مبنای چرخه کارنو تعریف نمود.

۱۸۵۰- رودلف کلاوزیوس احتمالا به عنوان اولین کسی که به وجود دو قانون اساسی ترمودینامیک: قانون اول و قانون دوم ترمودینامیک پی برد.

۱۸۶۵- کلاوزیوس قوانین اول و دوم ترمودینامیک را در دو خط بیان نمود:

  • انرژی جهان دارای مقدار ثابتی است.
  • آنتروپی جهان تمایل به بیشینه شدن دارد.

۱۸۷۵- جوسایا ویلارد گیبز گزارش سرنوشت ساز خود «در برابری مواد ناهمگون» را که ترمودینامیک را به سیستم‌های ناهمگون و واکنش‌های شیمیایی بسط داد منتشر نمود. این گزارش اصل مهم پتانسیل شیمیایی را توصیف می‌نمود.

۱۸۹۷- ماکس پلانک قانون دوم ترمودینامیک را به صورت: «غیرممکن است بتوان موتوری ساخت که در یک چرخه کامل کار نموده و اثر دیگری غیر از بالا بردن وزنه و خنک نمودن یک منبع حرارتی داشته باشد.» بیان نمود.

۱۹۰۹- کاراتئودوری ساختار جدیدی از ترمودینامیک را بر مبنای جدیدی که کاملا فرم ریاضی داشت منتشر نمود.


فهرست منابع و مآخذ :

  1. Oxford American Dictionary.
  2. Perrot, Pierre. A to Z of Thermodynamics. Oxford University Press, 1998. ISBN ۰-۱۹-۸۵۶۵۵۲-۶.
  3. Clark, John, O.E.. The Essential Dictionary of Science. Barnes & Noble Books, 2004. ISBN ۰-۷۶۰۷-۴۶۱۶-۸.
  4. Partington, J.R.. A Short History of Chemistry. Dover, 1989. ISBN ۰-۴۸۶-۶۵۹۷۷-۱.




طبقه بندی: علم ترمودینامیک را بهتر بشناسیم،
برچسب ها: ترمودینامیک، شیمی فیزیک، مهندسی مواد،
دنبالک ها: بانک اطلاعات مهندسی مواد و متالورژی،
[ شنبه 12 مهر 1393 ] [ 09:26 ق.ظ ] [ امید اشکانی ]
.: Web Site Theme by Engineer Omid Ashkani :.

درباره وب سایت


با سلام.

به وب سایت بانک اطلاعات مهندسی مواد و متالورژی خوش آمدید. در این وب سایت سعی داریم تا بهترین مطالب را برای شما قرار دهم.

شما در این وب سایت می توانید از به روز ترین اخبار مهندسی متالورژی آگاه شوید ، بهترین و کامل ترین جزوات درسی را دانلود نمایید ، آن هم به طور کاملا رایگان ، کتب درسی مهندسی مواد را دانلود کنید و بسیاری امکانات دیگر بهره مند شوید.

امیدوارم مطالب جمع آوری شده مفید واقع شود.

در نهایت لازم می دانیم ، ذکر کنیم ، مطالب این وب سایت کاملا تابع قوانین جمهوری اسلامی ایران است .

استفاده از مطالب این وب سایت تنها با ذکر منبع و نام نویسنده مجاز است.

با تشکر

مدیر وب سایت : امید اشکانی

آدرس های زیر را به خاطر بسپارید .

www.material-engineering.ir

www.mohitezist2009.ir

آرشیو مطالب
موضوعات
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :

  • آریس مت
  • میهن بلاگ
  • بک لینک
  • از قدیم تا کنون
  • محصولات ویژه