Cos'è la termodinamica?
La termodinamica è l'area della scienza che include la relazione tra calore e altri tipi di energia.La termodinamica fu scoperta e studiata a partire dal 1800.A quel tempo, era collegato e acquisito importanza a causa dell'uso dei motori a vapore.
La termodinamica può essere suddivisa in quattro leggi.Sebbene aggiunto alle leggi della termodinamica dopo le altre tre leggi, la legge di Zeroth viene solitamente discussa per prima.Afferma che se due sistemi sono in equilibrio termico con un terzo sistema, allora sono in equilibrio termico tra loro.In altre parole, se due sistemi hanno la stessa temperatura di un terzo sistema, tutti e tre hanno le stesse temperature.
La prima legge della termodinamica afferma che l'energia totale di un sistema rimane costante, anche se viene convertita da una forma all'altra.Ad esempio, l'energia cinetica mdash;l'energia che un oggetto possiede quando si muove mdash;viene convertito in energia termica quando un conducente preme i freni sulla macchina per rallentarla.Ci sono spesso frasi per aiutare le persone a ricordare la prima legge della termodinamica: "Il lavoro è calore e il calore è lavoro".Fondamentalmente, il lavoro e il calore sono equivalenti.
La seconda legge della termodinamica è una delle leggi più elementari della scienza.Afferma che il calore non può fluire su un sistema a una temperatura più elevata da un sistema a una temperatura più bassa di propria volontà.Affinché tale azione si verifichi, è necessario fare il lavoro.Se un cubetto di ghiaccio viene posizionato in una tazza di acqua calda, il cubo di ghiaccio si scioglie mentre il calore dell'acqua scorre dentro di essa.Il risultato finale è una tazza d'acqua leggermente più fresca.I cubi di ghiaccio possono formarsi solo se viene utilizzata l'energia.
Un altro esempio della seconda legge che lavora solo con l'aggiunta di energia può essere visto con un frigorifero più vecchio.In tal caso, il raffreddamento all'interno del frigorifero si riscalda all'esterno.Quindi, il lavoro è fatto e il lavoro fa calore.Il lavoro è completato dalla pompa del frigorifero.
La seconda legge della termodinamica dice anche che le cose possono consumarsi.Ad esempio, se una casa di mattoni non è lasciata, alla fine si sgretola di vento, pioggia, freddo e altre condizioni meteorologiche.Tuttavia, se un mucchio di mattoni se lasciato incustodito, non farà mai una casa, a meno che non venga aggiunto lavoro al mix.
La terza legge della termodinamica afferma che il cambiamento nell'entropia di un sistema quando si converte da una forma all'altra si avvicina allo zero mentre la sua temperatura si avvicina allo zero sulla scala di Kelvin.Zero sulla scala di Kelvin è il limite inferiore alla temperatura, quando gli atomi e le molecole hanno l'energia meno possibile.L'entropia è definita come la disponibilità dell'energia di un sistema per lavorare.Quindi, ne consegue che esiste una scala assoluta di entropia.Di conseguenza, nessun sistema reale può mai raggiungere zero gradi sulla scala Kelvin.