Ποιες είναι οι θερμοδυναμικές ιδιότητες;

Στην επιστήμη, οι θερμοδυναμικές ιδιότητες είναι χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή ενός φυσικού συστήματος.Αναφέρονται σε ιδιότητες όπως η θερμότητα, η πίεση και η θερμοκρασία, που επηρεάζουν τα φαινόμενα από την ατμόσφαιρα της Γης στους ρυθμούς με τους οποίους συμβαίνουν χημικές αντιδράσεις.Η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ αντικειμένων εμφανίζεται σχεδόν παντού στον φυσικό κόσμο και είναι πολύ σημαντική για τη λειτουργία της σύγχρονης τεχνολογίας.Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες μετρούν τους διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν αυτή τη διαδικασία μεταξύ δύο ή περισσότερων αντικειμένων.Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν αυτά για να σχεδιάσουν καλύτερα, πιο αποτελεσματικά μηχανήματα.

Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες αναφέρονται στις παραμέτρους με τις οποίες οι επιστήμονες και οι μηχανικοί αναλύουν μια συγκεκριμένη περιοχή, που ονομάζεται φυσικό σύστημα, όπως ένας κινητήρας ή ένα φυσικό αντικείμενο.Παραμένοντας σταθερή σε όλο το σύστημα, πράγματα όπως η θερμοκρασία και η πίεση παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο κάτι χρησιμοποιεί ενέργεια και εκτελεί εργασία.Αυτές οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό ερωτήσεων όπως η εργασία που μπορεί να εκτελέσει ένα δεδομένο μηχάνημα ή η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την επιτάχυνση μιας χημικής αντίδρασης στη βιομηχανία.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατηγοριοποιήσουν ένα σύστημα ως ανοιχτό ή κλειστό, σύμφωνα με το αν τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια μπορούν να ρέουν μέσα και έξω από αυτό.

Η θερμότητα που πρέπει να τοποθετηθεί σε ένα σύστημα και το έργο που πρέπει να γίνει σε αυτό για να αυξηθεί η εσωτερική του ενέργεια όλα είναι θερμοδυναμικές ιδιότητες.Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί με θερμότητα μεταξύ αντικειμένων διαφορετικών θερμοκρασιών.Η αυθόρμητη μεταφορά θερμότητας συμβαίνει όταν η θερμότητα μετακινείται από ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασία προς ένα ψυχρότερο αντικείμενο, ενώ η αντίστροφη κίνηση απαιτεί την εργασία.Η ελεύθερη ενέργεια είναι η μέτρηση του πόσο από την ενέργεια του θερμοδυναμικού συστήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει εργασία, ενώ η εντροπία μετρά την ποσότητα της απώλειας ενέργειας, της σπατάλης ή της άλλως αχρησιμοποίητης.

Η θερμοδυναμική θερμοκρασία είναι μια σημαντική ιδιότητα επειδή επιτρέπει στους επιστήμονες και τους μηχανικούς να υπολογίζουν την απόλυτη θερμοκρασία ενός αντικειμένου.Πρόκειται για ένα μέτρο της απώλειας και της απορρόφησης ενός συστήματος, η οποία μαζί αντιπροσωπεύει την ανταλλαγή ενέργειας που εμφανίζεται σε αυτό.Δεδομένου ότι η θερμοδυναμική είναι ένας κλάδος της επιστήμης που ασχολείται με την ανταλλαγή ενέργειας και τη μετατροπή, αυτή η ιδιότητα είναι απαραίτητη για να περιγράψει την κατάσταση ενός συστήματος.Οι ιδιότητες όπως η θερμοκρασία λέγεται ότι είναι εντατικές επειδή είναι ανεξάρτητες από το μέγεθος ενός συγκεκριμένου συστήματος, σε αντίθεση με τον όγκο ή την πίεση, οι οποίες ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος του αντικειμένου.

Οι μηχανικοί και οι χημικοί χρησιμοποιούν θερμοδυναμικές ιδιότητες για να δημιουργήσουν κινητήρες και να σχεδιάσουν χημικές αντιδράσεις που μεγιστοποιούν την αποτελεσματική χρήση της θερμικής ενέργειας.Οι θερμοδυναμικές αρχές ανακαλύφθηκαν εν μέρει κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης κατά τη διάρκεια της προσπάθειας να κατασκευαστούν πιο αποτελεσματικά μηχανήματα, ιδιαίτερα εκείνα σε ατμόσφαιρα κλωστοϋφαντουργικά φυτά.Αυτή η πρώιμη έμφαση στην εφαρμοζόμενη επιστημονική χρήση των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων οδήγησε σε πολλές πρακτικές ανακαλύψεις.Ένα παράδειγμα της πρακτικής αξίας αυτών των πληροφοριών βρίσκεται στο σχεδιασμό των εναλλάκτη θερμότητας, όπως τα καλοριφέρ αυτοκινήτων, τα οποία μεσολαβούν στη μεταφορά ενέργειας θερμότητας από το ένα αντικείμενο στο άλλο.