Thermodynamica is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met de energie en arbeid van een systeem.Thermodynamica houdt zich alleen bezig met de grootschalige reacties van een systeem die we kunnen waarnemen en meten in experimenten. De interacties tussen gassen op kleine schaal worden beschreven door de kinetische theorie van gassen. Er zijn drie hoofdwetten van de thermodynamica, die op afzonderlijke dia’s worden beschreven. Elke wet leidt tot de definitie van thermodynamische eigenschappen die ons helpen om de werking van een fysisch systeem te begrijpen en te voorspellen. Wij zullen enkele eenvoudige voorbeelden geven van deze wetten en eigenschappen voor een verscheidenheid van fysische systemen, hoewel wij het meest geïnteresseerd zijn in de thermodynamica van voortstuwingssystemen en stromingen met hoge snelheid.Gelukkig hebben veel van de klassieke voorbeelden betrekking op gasdynamica. Jammer genoeg is het nummeringssysteem voor de drie wetten van de thermodynamica een beetje verwarrend. We beginnen met de nulde wet.

De nulde wet van de thermodynamica begint met een eenvoudige definitie van thermodynamisch evenwicht. Men stelt vast dat een eigenschap van een voorwerp, zoals de druk in een gasvolume, de lengte van een metalen staaf, of de elektrische geleiding van een draad, kan veranderen wanneer het voorwerp wordt verwarmd of afgekoeld. Als twee van deze voorwerpen met elkaar in contact worden gebracht, is er aanvankelijk een verandering in de eigenschap van beide voorwerpen. Maar uiteindelijk houdt de verandering van de eigenschappen op en is er sprake van thermisch, of thermodynamisch, evenwicht. Thermodynamisch evenwicht leidt tot de grote schaaldefinitie van temperatuur. Wanneer twee voorwerpen in thermisch evenwicht zijn, wordt gezegd dat ze dezelfde temperatuur hebben. Tijdens het proces van het bereiken van thermisch evenwicht wordt warmte, een vorm van energie, overgedragen tussen de voorwerpen. De details van het proces van het bereiken van thermisch evenwicht zijn beschreven in de eerste en tweede wet van de thermodynamica.

De zerotische wet van de thermodynamica is een waarneming. Wanneer twee voorwerpen afzonderlijk in thermodynamisch evenwicht zijn met een derde voorwerp, zijn ze met elkaar in onevenwicht.Ter illustratie, stel dat we drie voorwerpen hebben zoals op de dia is afgebeeld. Object #1 en object #2 zijn in fysiek contact en in thermisch evenwicht. Voorwerp 2 is ook in thermisch evenwicht met voorwerp 3. Er is aanvankelijk geen fysiek contact tussen voorwerp #1 en voorwerp #3. Maar als voorwerp nr. 1 en voorwerp nr. 3 met elkaar in contact worden gebracht, blijkt dat zij in thermisch evenwicht zijn. Deze eenvoudige waarneming stelt ons in staat een thermometer te maken. Men kan de verandering van een thermische eigenschap, zoals de lengte van een kwikzuil, ijken door de thermometer op verschillende referentiepunten in thermisch evenwicht te brengen met een bekend fysisch systeem.Bij Celsius-thermometers zijn de referentiepunten vastgesteld op het vries- en kookpunt van zuiver water.Als we de thermometer vervolgens in thermisch evenwicht brengen met een ander systeem, zoals de onderkant van uw tong, kunnen we de temperatuur van het andere systeem bepalen door de verandering van de thermische eigenschap te noteren.Objecten in thermodynamisch evenwicht hebben dezelfde temperatuur.

Activiteiten:
Rondleidingen

• Thermodynamica:

Navigatie …

Beginner’s Guide Home Page