معنى الديناميكا الحرارية (ما هو ، المفهوم والتعريف)

ما هي الديناميكا الحرارية:

الديناميكا الحرارية هي فرع الفيزياء الذي يدرس العلاقة بين الحرارة والقوة المطبقة (المعروفة أيضًا باسم العمل) ونقل الطاقة.

تأتي كلمة الديناميكا الحرارية من الجذور اليونانية θερμο- (thermo- ) التي تعني "الحرارة" ، و δυναμικός (dynamikós) ، والتي بدورها مشتقة من δύναμις (dýnamis) ، والتي تعني "القوة" أو "القوة".

يتم تحديد العمليات الديناميكية الحرارية من خلال ثلاثة قوانين أساسية.

• يسمح لنا القانون الأول بفهم كيفية الحفاظ على الطاقة ، أما القانون الثاني فيستخدم لمعرفة الظروف اللازمة لانتقال الطاقة ، أما القانون الثالث فيعرف سلوك الأنظمة في حالة التوازن.

إن فهم العمليات الديناميكية الحرارية أمر مهم في مجالات مثل الهندسة الصناعية حيث من الضروري استخدام كميات كبيرة من الطاقة لتشغيل آلات متعددة.

تسمح لنا قوانين الديناميكا الحرارية أيضًا بفهم كيفية عمل الأنظمة في مجالات مثل الكيمياء الحيوية وعلم الكونيات وعلم الوراثة.

قوانين الديناميكا الحرارية

هناك ثلاثة قوانين في الديناميكا الحرارية تشرح كيفية عمل الحرارة والطاقة وانتقالهما. أدناه ، نشرح لهم بالتفصيل.

القانون الأول للديناميكا الحرارية

يتعامل القانون الأول مع الحفاظ على الطاقة: لا يتم إنشاء الطاقة أو تدميرها ، بل يتم تحويلها فقط. على سبيل المثال:

1. يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لمحطة خدمة ، ويمكن استخدام هذه الطاقة الكهربائية لشحن بطارية السيارة الكهربائية ، فالسيارة الكهربائية قادرة على تحويل الطاقة المتراكمة إلى إزاحة.

لذا ، فإن الطاقة تتحرك دائمًا.

ستكون الصيغة المبسطة كما يلي:

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

يسمح لنا القانون الثاني للديناميكا الحرارية بتحديد شيئين:

• الاتجاه الذي يحدث فيه نقل الطاقة الشروط اللازمة لعكس العملية.

من هنا نتعلم أن هناك عمليات عكسية ولا رجعة فيها.

على سبيل المثال ، يمتزج ملح الطعام مع الماء تلقائيًا من خلال عملية تسمى التخفيف. هذه العملية تطلق الحرارة.

من أجل عكس هذه العملية وتكوين بلورات الملح مرة أخرى ، يجب تطبيق الحرارة ، مما يسمح للماء بتبخره وفصله عن الملح. يمتص النظام الحرارة.

ستكون الصيغة المبسطة كما يلي: