อุณหพลศาสตร์คืออะไร?

อุณหพลศาสตร์เป็นพื้นที่ของวิทยาศาสตร์ที่มีความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนและพลังงานชนิดอื่น ๆอุณหพลศาสตร์ถูกค้นพบและศึกษาเริ่มต้นในปี 1800ในเวลานั้นมันเชื่อมโยงและได้รับความสำคัญเนื่องจากการใช้เครื่องยนต์ไอน้ำ

อุณหพลศาสตร์สามารถแบ่งออกเป็นสี่กฎหมายแม้ว่าจะถูกเพิ่มเข้าไปในกฎหมายของอุณหพลศาสตร์หลังจากกฎหมายอีกสามฉบับ แต่กฎหมายซีโรทมักจะกล่าวถึงก่อนมันระบุว่าหากระบบสองระบบอยู่ในสมดุลความร้อนด้วยระบบที่สามพวกเขาจะอยู่ในสมดุลความร้อนซึ่งกันและกันกล่าวอีกนัยหนึ่งหากระบบสองระบบมีอุณหภูมิเท่ากันกับระบบที่สามทั้งสามระบบจะมีอุณหภูมิเดียวกัน

กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าพลังงานทั้งหมดของระบบยังคงคงที่แม้ว่ามันจะถูกแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งตัวอย่างเช่นพลังงานจลน์ mdash;พลังงานที่วัตถุมีอยู่เมื่อมันเคลื่อนที่ mdash;ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนเมื่อคนขับกดเบรกบนรถเพื่อชะลอมันลงมักจะมีวลีที่จะช่วยให้ผู้คนจดจำกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์:“ งานคือความร้อนและความร้อนเป็นงาน”โดยพื้นฐานแล้วการทำงานและความร้อนจะเทียบเท่า

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์เป็นหนึ่งในกฎหมายพื้นฐานที่สุดในวิทยาศาสตร์มันระบุว่าความร้อนไม่สามารถไหลไปยังระบบที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจากระบบที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้วยความตั้งใจของตัวเองสำหรับการกระทำดังกล่าวจะต้องทำงานหากมีการวางก้อนน้ำแข็งไว้ในน้ำอุ่นหนึ่งถ้วยก้อนน้ำแข็งจะละลายเมื่อความร้อนจากน้ำไหลเข้ามาผลลัพธ์ที่ได้คือถ้วยน้ำที่เย็นกว่าเล็กน้อยก้อนน้ำแข็งสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อใช้พลังงาน

อีกตัวอย่างหนึ่งของกฎข้อที่สองที่ทำงานกับการเพิ่มพลังงานเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตู้เย็นเก่าในกรณีนี้การระบายความร้อนของด้านในของตู้เย็นทำให้ความอบอุ่นด้านนอกดังนั้นการทำงานเสร็จสิ้นและงานทำให้ความร้อนงานเสร็จสมบูรณ์โดยปั๊มของตู้เย็น

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ยังบอกด้วยว่าสิ่งต่าง ๆ สามารถเสื่อมสภาพได้ตัวอย่างเช่นหากบ้านอิฐถูกทิ้งไว้ในที่สุดมันก็จะพังทลายจากลมฝนเย็นและสภาพอากาศอื่น ๆอย่างไรก็ตามหากกองอิฐหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแลมันจะไม่ก่อตัวเป็นบ้านเว้นแต่จะมีการเพิ่มงานลงในส่วนผสม

กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีของระบบเมื่อมันแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งใกล้เคียงกับศูนย์เนื่องจากอุณหภูมิใกล้ศูนย์ในระดับเคลวินศูนย์ในระดับเคลวินเป็นขีด จำกัด ต่ำกว่าอุณหภูมิต่ำสุด - เมื่ออะตอมและโมเลกุลมีพลังงานน้อยที่สุดเอนโทรปีถูกกำหนดให้เป็นความพร้อมใช้งานของพลังงานของระบบในการทำงานดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่ามีระดับเอนโทรปีดังนั้นระบบที่แท้จริงจึงไม่สามารถเข้าถึงศูนย์ได้ในระดับ Kelvin