First Law, Second Law, Third Law, Zeroth Law of Thermodynamics

Shubham Kola

25 Jul 202001:53

Summary

TLDRتناقش هذه الوثيقة قوانين الديناميكا الحرارية الأربعة، حيث يبدأ الحديث بالقانون الصفري الذي ينص على أن الأجسام التي تكون في حالة توازن حراري مع جسم ثالث تكون أيضًا في حالة توازن حراري مع بعضها البعض. ثم يتناول القانون الأول الذي يوضح أن الطاقة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها، بل يمكن تحويلها من شكل لآخر. يتطرق القانون الثاني إلى مفهوم الزيادة في الإنتروبيا وتوضيح عبر بيانين: الأول يتحدث عن محركات الحرارة، والثاني حول مضخات الحرارة. وأخيرًا، يوضح القانون الثالث أن الإنتروبيا في بلورة مثالية عند درجة حرارة الصفر كلفن تساوي صفر.

Takeaways

😀 القانون الصفري للديناميكا الحرارية ينص على أنه إذا كان جسمان في توازن حراري مع جسم ثالث، فإن هذين الجسمين سيكونان في توازن حراري مع بعضهما البعض.
😀 القانون الأول للديناميكا الحرارية ينص على أنه يمكن تحويل الطاقة من شكل إلى آخر، ولكن لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها.
😀 التغير الكلي في الطاقة الداخلية للنظام هو مجموع الحرارة المتبادلة مع المحيط والعمل المنجز على أو بواسطة النظام.
😀 القانون الثاني للديناميكا الحرارية يتضمن بيانين: بيان كيلفن-بلانك وبيان كلاوزيوس.
😀 بيان كيلفن-بلانك ينص على أنه لا يمكن أن يكون هناك محرك حراري يعمل مع خزان حراري واحد فقط وينتج عملاً.
😀 بيان كلاوزيوس ينص على أنه لا يمكن وجود مضخة حرارية أو ثلاجة تنقل الحرارة من جسم منخفض الحرارة إلى جسم مرتفع الحرارة بدون استثمار عمل خارجي.
😀 القانون الثالث للديناميكا الحرارية ينص على أن الإنتروبيا في بلورة مثالية عند درجة حرارة صفر كلفن تكون صفر.
😀 الإنتروبيا هي مقياس للعشوائية أو الفوضى في النظام المغلق.
😀 عند درجة حرارة صفر كلفن، لا يحتوي النظام على حرارة، وتكون الجزيئات في النظام في أدنى مستوى طاقة لها.
😀 القوانين الأربعة للديناميكا الحرارية تساعد في فهم كيفية عمل الطاقة والحرارة في الأنظمة الطبيعية.

Q & A

ما هو قانون الزيرو في الديناميكا الحرارية؟
-ينص قانون الزيرو على أنه إذا كان جسمان A و C في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض، وكان الجسمان B و C أيضًا في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض، فإن الجسمين A و B سيكونان في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض أيضًا.
ما هي القاعدة الأساسية في القانون الأول للديناميكا الحرارية؟
-ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن الطاقة يمكن أن تتحول من شكل إلى آخر عبر التفاعل بالحرارة أو العمل أو الطاقة الداخلية، ولكن لا يمكن خلقها أو تدميرها تحت أي ظرف.
كيف يُعبّر عن القانون الأول للديناميكا الحرارية رياضيًا؟
-يتم تمثيل القانون الأول رياضيًا بعبارة أن التغير الكلي في الطاقة الداخلية هو مجموع الحرارة التي تنتقل بين النظام وبيئته، بالإضافة إلى العمل المنجز بواسطة النظام أو عليه.
ماذا تقول عبارة كيلفن-بلانك في القانون الثاني للديناميكا الحرارية؟
-تنص عبارة كيلفن-بلانك على أنه لا يمكن أن يكون هناك محرك حراري يعمل بمصدر حراري واحد فقط وينتج عملًا.
ما هو بيان كلوزيوس في القانون الثاني للديناميكا الحرارية؟
-ينص بيان كلوزيوس على أنه لا يمكن أن يوجد جهاز ضخ حراري (مثل الثلاجة أو المضخة الحرارية) يTransfer الحرارة من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى جسم ذي درجة حرارة مرتفعة بدون استثمار عمل خارجي.
ماذا تعني كلمة 'الانتروبيا' في القانون الثالث للديناميكا الحرارية؟
-الانتروبيا هي مقياس للفوضى أو العشوائية في النظام المغلق.
ما هو تأثير درجة حرارة الصفر المطلق على النظام وفقًا للقانون الثالث للديناميكا الحرارية؟
-ينص القانون الثالث على أن الانتروبيا لبلورة مثالية عند درجة حرارة صفر كلفن تكون صفرًا، مما يعني أن النظام لا يحتوي على حرارة وأن جميع الجزيئات في النظام في أدنى نقطة طاقة لها.
ماذا تعني حالة التوازن الحراري بين جسمين؟
-التوازن الحراري بين جسمين يعني أن درجة الحرارة بين الجسمين ثابتة ولا يحدث انتقال حراري بينهما.
هل يمكن تحويل الحرارة من جسم بارد إلى جسم ساخن بدون عمل خارجي؟
-لا، وفقًا لبيان كلوزيوس، لا يمكن نقل الحرارة من جسم بارد إلى جسم ساخن بدون استثمار عمل خارجي.
ما هو الفرق بين محرك حراري ومضخة حرارية؟
-محرك حراري يعمل على تحويل الحرارة إلى عمل، بينما المضخة الحرارية (مثل الثلاجة أو مكيف الهواء) تعمل على نقل الحرارة من جسم بارد إلى جسم ساخن باستخدام عمل خارجي.