Concept, lois et système thermodynamique

Nous expliquons ce qu'est la thermodynamique et en quoi consiste un système thermodynamique.En outre, quelles sont les lois de la thermodynamique.

L'énergie ne peut être échangée d'un système à un autre que par la chaleur ou par le travail.

Qu'est-ce que la thermodynamique?

Il est appelé thermodynamique (du grec thermos , "chaleur" et dynamos , "puissance, force") à la branche de la physique qui étudie les actions mécaniques de la chaleur et d’autres formes d’énergie similaires .Leur étude porte sur les objets en tant que systèmes macroscopiques réels, en utilisant la méthode scientifique et le raisonnement déductif, en prêtant attention aux variables importantes telles que l’entropie, l’énergie interne le volume; ainsi que des variables non extensives telles que la température, la pression ou le potentiel chimique, parmi d'autres types de grandeurs.

Cependant, la thermodynamique n'offre pas une interprétation des grandeurs étudiées et ses objets d'étude sont toujours des systèmes en équilibre, c'est-à-dire dont les caractéristiques sont déterminables par des éléments internes et non par des forces externes agissant sur eux.Pour cette raison, il considère que l'énergie ne peut être échangée que de Un système à un autre par la chaleur ou le travail.

L’étude formelle de la thermodynamique a commencé grâce à Otto von Guericke en 1650 , un physicien et juriste allemand qui a conçu et construit la première pompe à vide réfutant avec ses applications Aristote et sa maxime selon laquelle «la nature a horreur du vide».Après cette invention, les scientifiques Robert Boyle et Robert Hooke ont perfectionné leurs systèmes et observé la corrélation entre pression, température a et volume: C’est ainsi que sont nés les principes de la thermodynamique.

Voir aussi: Balance thermique.

Système thermodynamique

Les systèmes ouverts échangent de l'énergie et de la matière avec leur environnement.

Un système thermodynamique est compris comme une partie de l'univers qui, à des fins d'étude, est conceptuellement isolé du reste et tente de comprendre de manière autonome , en prenant note de la manière dont l’énergie change ou est préservée, ainsi que, s’il existe, de leurs échanges de matière et/ou d’énergie avec l’environnement ou avec d’autres systèmes similaires.méthode d'étude de la thermodynamique.

Les principaux critères de classification de ces systèmes reposent sur leur degré d’isolement par rapport à l’environnement, distinguant ainsi:

• Systèmes ouverts. Ceux qui échangent librement de l'énergie et de la matière avec leur environnement, comme le font la plupart des systèmes connus dans la vie quotidienne: un verre d'eau froide se réchauffe lentement en raison de l'action de la chaleur de l'air ambiant.
• Systèmes fermés. Ceux qui échangent de l'énergie avec leur environnement, peu importe.C'est ce qui se passe avec un conteneur fermé, comme une canette, dont le contenu est invariable, mais perd de la chaleur avec le temps, dissipant dans l'air autour.
• Systèmes isolés. Ceux qui, dans une certaine mesure, n'échangent pas d'énergie ni de matière avec l'environnement.Il n'existe pas de systèmes parfaitement isolés, bien sûr, mais dans une certaine mesure: un thermos contenant de l'eau.Warm maintiendra sa température pendant un certain temps, assez pour le maintenir isolé pendant un certain temps.

Lois de la thermodynamique

La "loi zéro" est exprimée logiquement comme suit: si A=C et B=C, alors A=B.

La thermodynamique est régie par ce qui est établi dans ses quatre principes ou lois fondamentaux, formulés par divers scientifiques à travers l’histoire de cette discipline.Ces principes ou lois sont:

• Premier principe, ou loi de conservation de l'énergie. il est indiqué que la quantité totale d'énergie dans tout système physique isolé de son environnement sera toujours la même, même si elle peut être transformée En moins de mots: "L’énergie ne peut être ni créée, ni détruite, mais transformée."
• Deuxième principe ou loi de l'entropie. Cette loi stipule que "la quantité d'entropie dans l'univers tend à augmenter avec le temps", ce qui signifie que le degré de désordre des systèmes (entropie) augmente une fois qu’ils atteignent un point d’équilibre.Ainsi, avec suffisamment de temps, tous Ce qui explique le caractère irréversible des phénomènes physiques: une fois qu'un papier est brûlé, il ne peut plus le faire revenir à sa forme initiale.
• Troisième principe ou loi du zéro absolu. Il indique que l'entropie d'un système amené à zéro absolu sera toujours une constante définie, ce qui signifie en d'autres termes que lorsqu'il atteint zéro absolu (-273,15 ° C ou 0 K), les processus des systèmes physiques s’arrêtent et l’entropie a une valeur minimale constante.
• Principe zéro ou loi de l'équilibre thermique. On l'appelle "loi zéro" car, même si c'était le dernier à être appliqué, les préceptes fondamentaux qu'il établit établissent sur les trois autres lois."Si deux systèmes sont en équilibre thermique indépendamment avec un troisième système, ils doivent également être en équilibre thermique l'un avec l'autre."

Plus à: Lois de la thermodynamique.

Thermodynamique chimique

La thermodynamique chimique est un domaine d’étude distinct, axé sur la corrélation entre la chaleur et le travail et les réactions chimiques , tous encadrés par les principes de c’est-à-dire que c’est l’application des lois de la thermodynamique, en particulier des deux premières, au monde des réactions entre substances et composés, pour obtenir les "équations fondamentales de Gibbs", qui régissent le dans lequel l'énergie chimique contenue dans les différents composés change et est transmise, ou à mesure que le degré d'entropie de l'univers augmente chaque fois qu'une réaction spontanée se produit.