Termodynamik
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Indholdsfortegnelse |
[redigér] Definition
Termodynamik (Termo = varme , dynamik = bevægelse) er læren om hvordan temperaturer, tryk og lignende har indflydelse på forskellige legemer, væsker, gasser, osv.
[redigér] Grundlæggende love for termodynamikken
- Termodynamikkens 0. lov om termodynamisk ligevægt.
- Termodynamikkens 1. lov om energiens konstans.
- Termodynamikkens 2. lov om entropi.
- Termodynamikkens 3. lov om det absolutte 0-nulpunkt
[redigér] Introduktion til termodynamikken
Som allerede nævnt beskriver termodynamikken varme i bevægelse eller mere overordnet energi i transit. Lad os starte med et par eksempler:
Vi har et glas med vand, hvor vandet er ved det vi kalder stuetemperatur. I hånden har vi en isterning, som vi umiddelbart kun kan beskrive som værende kold.
- Første ting man kunne spørge sig selv om, er hvad man egentlig finder frem til, når finder temperaturen.
- Derudover ved vi at både glassets indhold, samt isterningen består af vand. Hvad er egentlig forskellen på disse to ting?
- Hvis man nu kommer isterningen ned i glasset, vil der unægtelig ske en ændring i temperaturen. Hvordan denne temperaturændring udvikler sig, med hensyn til isterningen, vandet og glasset er også et godt spørgsmål.
- Hvis man til sidst stiller glasset med vand på en kogeplade, ved vi at vandet vil stige i temperatur og til sidst vil begynde at koge. Nu kender vi altså til tre forskellige tilstandsformer for vand, men hvad sker der med vandet når det skifter tilstand? Og hvordan adskiller kogende vand sig fra de to andre former, udover at det mærkes varmere?
Alle disse ting der er stillet spørgsmål ved, er blot et lille udsnit af de ting som termodynamikken beskæftiger sig med.
[redigér] Kredsprocesser og delprocesser
Indenfor termodynamikken bruger man ofte kredsprocesser og derunder delprocesser til at beskrive forskellige ting, samt gøre det muligt at regne på disse ting. Et klassisk eksempel derpå er at beskrive gassen i en Stirlingmotor. Alt efter hvordan stemplerne bevæger sig, og dermed hvordan gassen forholder sig til dette med hensyn til volumen, temperatur eller tryk kan man altså beskrive dette med forskellige delprocesser.
[redigér] Kredsprocesser
En kredsproces, hvis vi holder os til eksemplet med motoren, er beskrivelsen af en hel omdrejning for stemplet i motoren. Jeg vil nok engang henlede opmærksomheden på Stirlingmotoren, og specielt billedserien som viser de fire faser. Disse fire faser, svarer som sagt til en kredsproces.
Karakteristisk for en kredsproces er blandt andet at ændringen i den indre energi (u) er lig nul.
dUkredsproces = 0
Dette er egentlig også helt intuitivt når det kommer til stykket. Konsekvensen af at ændringen i den indre energi ville være forskellig fra nul, ville være at man fik mere energi ud af motoren, end man tilførte den. Hvis fortegnet skulle være negativt, ville man blot kunne vende processen, og dermed stadig udnytte den overskydende energi.
En kredsproces optegnes i et koordinatsystem med volumen ud af x-aksen, og tryk ud af y-aksen.
På billedet til højre ses en sammensætning af delprocesser som ender i samme punkt hvor den starter, altså en kredsproces. Kredsprocesserne der bliver vist er som følger:
- Rød: Isokor
- Blå: Isobar
- Grøn: Isoterm
[redigér] Delprocesser
Til beskrivelse af forskellige tilstande, findes der forskellige typer af kurver:
- Isokor - konstant volumen
- Isobar - konstant tryk
- Isoterm - konstant temperatur
- Adiabatisk (også kaldet isentropisk) - Varmetilførslen er lig nul
- Isentalpisk - konstant entalpi
 |
Denne naturvidenskabsartikel er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den. |
