Rau lub sijhawm ntev, physicists thiab cov neeg sawv cev ntawm lwm yam kev tshawb fawb muaj ib txoj hauv kev piav qhia qhov lawv tau soj ntsuam hauv chav kawm ntawm lawv qhov kev sim. Qhov tsis muaj kev pom zoo thiab qhov muaj ntau ntawm cov ntsiab lus "tawm ntawm xiav" ua rau muaj kev tsis sib haum xeeb thiab tsis to taub ntawm cov npoj yaig. Nyob rau tib lub sijhawm, txhua ceg ntawm physics tau txais nws cov lus txhais thiab cov ntsuas ntsuas. Qhov no yog qhov ntsuas qhov ntsuas kub li cas tau tshwm sim, piav qhia feem ntau ntawm cov kev hloov pauv macroscopic hauv lub cev.
Definition
Lub xeev tsis muaj, lossis ntsuas qhov ntsuas kub, yog ntau lub cev muaj zog uas ua ke thiab txhua qhov sib cais tuaj yeem ua tus yam ntxwv ntawm kev soj ntsuam. Cov no suav nrog cov ntsiab lus xws li:
- kub thiab siab;
- kev sib zog, sib nqus induction;
- entropy;
- enthalpy;
- Gibbs thiab Helmholtz energies thiab ntau lwm tus.
Xaiv cov ntsuas hnyav thiab dav dav. Extensive yog cov uas ncaj qha nyob ntawm qhov loj ntawm lub thermodynamic system, thiabintensive - uas yog txiav txim los ntawm lwm yam. Tsis yog txhua qhov kev txwv tsis sib npaug ntawm kev ywj pheej, yog li ntawd, txhawm rau txhawm rau txheeb xyuas qhov sib npaug ntawm lub cev, nws yog qhov tsim nyog los txiav txim siab ntau qhov tsis sib xws.
Ntxiv rau, muaj qee qhov kev tsis pom zoo ntawm cov kws kho mob. Cov yam ntxwv ntawm lub cev tib yam tuaj yeem raug hu los ntawm cov kws sau ntawv sib txawv xws li txheej txheem, lossis kev sib koom ua ke, lossis ntau npaum li cas, lossis qhov ntsuas, lossis txawm tias tsuas yog cov cuab yeej. Nws tag nrho yog nyob ntawm cov ntsiab lus uas tus kws tshawb fawb siv nws. Tab sis qee zaum, muaj cov lus pom zoo uas tus neeg tsim cov ntaub ntawv, cov phau ntawv lossis kev txiav txim yuav tsum ua raws li.
Kev faib tawm
Muaj ntau qhov kev faib tawm ntawm cov ntsuas ntsuas kub. Yog li, raws li thawj kab lus, nws twb paub lawm tias txhua qhov ntau tuaj yeem muab faib ua:
- extensive (additive) - cov tshuaj no ua raws li txoj cai ntawm kev ntxiv, uas yog, lawv tus nqi nyob ntawm tus naj npawb ntawm cov khoom xyaw;
- mob siab - lawv tsis nyob ntawm seb cov tshuaj twg tau noj ntau npaum li cas rau cov tshuaj tiv thaiv, vim lawv tau ua raws li kev sib cuam tshuam.
Raws li cov xwm txheej hauv qab uas cov tshuaj uas ua rau lub cev nyob, qhov ntau tuaj yeem muab faib ua cov uas piav qhia txog theem tshwm sim thiab tshuaj lom neeg. Tsis tas li ntawd, cov khoom ntawm cov reactants yuav tsum raug coj mus rau hauv tus account. Lawv tuaj yeem yog:
- thermomechanical;
- thermophysical;
- thermochemical.
Dhau li ntawm qhov no, txhua qhov ntsuas cua sov ua haujlwm ua haujlwm, yog li cov ntsuas tuaj yeem ua tauua tus cwj pwm ua haujlwm lossis cov cua sov uas ua los ntawm cov tshuaj tiv thaiv, thiab tseem tso cai rau koj los laij lub zog xav tau los hloov cov khoom loj ntawm cov khoom.
xeev Variables
Lub xeev ntawm txhua lub cev, suav nrog cov thermodynamic, tuaj yeem txiav txim siab los ntawm kev sib xyaw ntawm nws cov khoom lossis cov yam ntxwv. Txhua qhov kev hloov pauv uas tau txiav txim siab tag nrho tsuas yog nyob rau lub sijhawm tshwj xeeb hauv lub sijhawm thiab tsis nyob ntawm seb qhov system tuaj rau hauv lub xeev no li cas yog hu ua thermodynamic state parameters (variables) lossis lub xeev functions.
Lub kaw lus suav tias nyob ruaj khov yog tias cov haujlwm hloov pauv tsis hloov sijhawm. Ib qho version ntawm lub xeev khov kho yog thermodynamic equilibrium. Ib qho twg, txawm tias qhov hloov pauv me tshaj plaws hauv lub cev, twb yog tus txheej txheem, thiab nws tuaj yeem muaj los ntawm ib qho mus rau ntau qhov sib txawv ntawm lub xeev qhov ntsuas kub. Cov kab ke uas cov xeev ntawm lub cev tsis tu ncua hloov mus rau ib leeg yog hu ua "txoj kev".
Hmoov tsis zoo, tseem muaj qhov tsis meej pem nrog cov ntsiab lus, txij li qhov sib txawv tuaj yeem yog ob qho tib si ywj pheej thiab tshwm sim los ntawm kev ntxiv ntau lub zog ua haujlwm. Yog li, cov ntsiab lus xws li "xeev muaj nuj nqi", "xeev parameter", "lub xeev hloov pauv" tuaj yeem suav tias yog cov lus sib piv.
Kub
Ib qho ntawm kev ywj pheej ntawm lub xeev ntawm lub tshuab hluav taws xob yog qhov kub thiab txias. Nws yog ib tug nqi uas characterizes tus nqi ntawm kinetic zog ib chav tsev ntawm hais nyob rau hauvThermodynamic system nyob rau hauv equilibrium.
Yog tias peb mus txog lub ntsiab lus ntawm lub tswv yim los ntawm qhov pom ntawm cov thermodynamics, ces qhov kub thiab txias yog tus nqi inversely proportional rau qhov hloov pauv hauv entropy tom qab ntxiv cov cua sov (lub zog) rau lub cev. Thaum lub kaw lus nyob rau hauv qhov sib npaug, qhov ntsuas kub yog tib yam rau tag nrho nws "cov neeg koom nrog". Yog tias muaj qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias, lub zog raug muab tawm los ntawm lub cev kub thiab nqus los ntawm qhov txias dua.
Muaj cov tshuab thev naus laus zis uas thaum lub zog ntxiv, kev tsis sib haum xeeb (entropy) tsis nce, tab sis txo qis. Tsis tas li ntawd, yog tias cov txheej txheem no cuam tshuam nrog lub cev uas nws qhov kub thiab txias ntau dua li nws tus kheej, ces nws yuav tso nws lub zog kinetic rau lub cev no, thiab tsis hloov pauv (raws li txoj cai ntawm thermodynamics).
siab
Siab yog qhov muaj nuj nqis uas ua rau lub zog ua haujlwm ntawm lub cev, nyob rau ntawm nws qhov chaw. Txhawm rau xam qhov ntsuas no, nws yog ib qho tsim nyog los faib tag nrho cov nqi ntawm lub zog los ntawm thaj tsam ntawm cov khoom. Cov units ntawm lub zog no yuav yog pascals.
Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm qhov ntsuas kub tsis zoo, cov roj siv tag nrho cov ntim muaj rau nws, thiab, ntxiv rau, cov molecules uas ua rau nws txav mus los tsis tu ncua thiab sib tsoo nrog ib leeg thiab nrog lub nkoj uas lawv nyob.. Nws yog cov kev cuam tshuam no uas txiav txim siab lub siab ntawm cov khoom ntawm cov phab ntsa ntawm cov hlab ntsha los yog ntawm lub cev uas muab tso rau hauv cov pa roj. Kev quab yuam propagates sib npaug ntawm txhua qhov kev qhia meej vim yog qhov tsis muaj tseebmolecular txav. Txhawm rau ua kom lub siab, koj yuav tsum ua kom qhov kub thiab txias ntawm qhov system, thiab rov ua dua.
Internal zog
Qhov ntsuas qhov ntsuas kub tseem ceeb uas nyob ntawm qhov loj ntawm lub cev suav nrog lub zog sab hauv. Nws muaj lub zog kinetic vim qhov txav ntawm cov molecules ntawm ib yam khoom, nrog rau lub zog muaj peev xwm tshwm sim thaum cov molecules cuam tshuam nrog ib leeg.
No parameter yog unambiguous. Ntawd yog, tus nqi ntawm lub zog sab hauv yog qhov tas li thaum twg lub kaw lus nyob rau hauv lub xeev xav tau, tsis hais txog txoj kev twg (lub xeev) tau mus txog.
Nws tsis tuaj yeem hloov lub zog sab hauv. Nws yog qhov sib npaug ntawm cov cua sov muab tawm los ntawm qhov system thiab cov haujlwm uas nws tsim. Rau qee cov txheej txheem, lwm yam kev ntsuas tau muab rau hauv tus account, xws li kub, entropy, siab, lub peev xwm, thiab tus naj npawb ntawm cov molecules.
Entropy
Txoj cai thib ob ntawm thermodynamics hais tias entropy ntawm ib qho kev sib cais tsis txo qis. Lwm cov qauv qhia tias lub zog tsis dhau los ntawm lub cev nrog qhov kub thiab txias mus rau qhov kub dua. Qhov no, nyob rau hauv lem, tsis lees paub qhov muaj peev xwm ntawm kev tsim lub tshuab txav mus tas li, vim nws tsis tuaj yeem hloov txhua lub zog muaj rau lub cev mus ua haujlwm.
Lub tswv yim ntawm "entropy" tau qhia rau siv nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub xyoo pua 19th. Tom qab ntawd nws tau pom tias yog kev hloov pauv ntawm cov cua sov mus rau qhov kub ntawm qhov system. Tab sis qhov kev txhais no tsuas yog siv raucov txheej txheem uas tas li nyob rau hauv equilibrium. Los ntawm qhov no peb tuaj yeem kos cov lus xaus hauv qab no: yog tias qhov kub ntawm lub cev uas ua rau lub cev nyhav mus rau xoom, ces qhov entropy kuj yuav sib npaug rau xoom.
Entropy raws li qhov ntsuas ntsuas kub ntawm lub xeev roj siv los ua qhov qhia txog kev ntsuas ntawm randomness, randomness ntawm particle motion. Nws yog siv los txiav txim qhov kev faib tawm ntawm cov molecules nyob rau hauv ib cheeb tsam thiab lub nkoj, los yog xam cov electromagnetic quab yuam ntawm kev sib cuam tshuam ntawm cov ions ntawm ib yam khoom.
Enthalpy
Enthalpy yog lub zog uas tuaj yeem hloov mus ua cua sov (lossis ua haujlwm) ntawm qhov siab tas li. Qhov no yog lub peev xwm ntawm lub kaw lus uas nyob rau hauv qhov sib npaug yog tias tus kws tshawb fawb paub txog qib entropy, tus naj npawb ntawm cov molecules thiab lub siab.
Yog hais tias qhov ntsuas kub tsis zoo ntawm cov roj zoo tagnrho tau qhia, tsis yog enthalpy, lo lus "lub zog ntawm lub zog txuas ntxiv" yog siv. Txhawm rau ua kom yooj yim piav qhia qhov txiaj ntsig no rau peb tus kheej, peb tuaj yeem xav txog lub nkoj uas muaj roj, uas yog sib npaug ntawm lub piston (piv txwv li, lub tshuab hluav taws xob sab hauv). Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub enthalpy yuav sib npaug tsis tau tsuas yog rau lub internal zog ntawm cov khoom, tab sis kuj rau cov hauj lwm uas yuav tsum tau ua kom coj lub system mus rau hauv lub xeev yuav tsum tau. Kev hloov pauv qhov ntsuas no tsuas yog nyob ntawm lub xeev thawj zaug thiab zaum kawg ntawm lub kaw lus, thiab txoj hauv kev uas nws yuav tau txais tsis muaj teeb meem.
Gibbs zog
Thermodynamic tsis thiab cov txheej txheem, feem ntau, yog txuam nrog lub zog muaj peev xwm ntawm cov khoom uas ua rau lub cev. Yog li, Gibbs zog yog qhov sib npaug ntawm tag nrho cov tshuaj zog ntawm lub cev. Nws qhia tau hais tias qhov kev hloov pauv yuav tshwm sim nyob rau hauv chav kawm ntawm cov tshuaj tiv thaiv thiab seb cov tshuaj puas yuav cuam tshuam tag nrho.
Hloov pauv lub zog thiab qhov kub ntawm lub cev thaum lub sijhawm cov tshuaj tiv thaiv cuam tshuam rau cov ntsiab lus xws li enthalpy thiab entropy. Qhov txawv ntawm ob qhov kev ntsuas no yuav raug hu ua Gibbs zog lossis isobaric-isothermal peev xwm.
Tus nqi qis kawg ntawm lub zog no tau pom yog tias lub kaw lus nyob hauv qhov sib npaug, thiab nws lub siab, qhov kub thiab qhov hnyav ntawm qhov teeb meem tsis hloov pauv.
Helmholtz Zog
Helmholtz lub zog (raws li lwm qhov chaw - tsuas yog lub zog dawb xwb) yog lub peev xwm ntawm lub zog uas yuav poob los ntawm lub cev thaum cuam tshuam nrog lub cev uas tsis suav nrog.
Lub tswv yim ntawm Helmholtz lub zog tsis muaj zog feem ntau yog siv los txiav txim siab qhov haujlwm siab tshaj plaws uas lub kaw lus tuaj yeem ua tau, uas yog, qhov kub npaum li cas tawm thaum cov tshuaj hloov pauv ntawm ib lub xeev mus rau lwm qhov.
Yog tias lub kaw lus nyob rau hauv lub xeev ntawm qhov ntsuas kub sib npaug (uas yog, nws tsis ua haujlwm), ces theem ntawm lub zog dawb yog qhov tsawg kawg nkaus. Qhov no txhais tau hais tias hloov lwm yam tsis, xws li kub,siab, tus xov tooj ntawm hais kuj tsis tshwm sim.
